動電位掃和循環(huán)動電位掃描是利用Gamry電化學(xué)工作站進(jìn)行的常用的測試方法。這些研究通常用于研究表面腐蝕,。本篇應(yīng)用報(bào)告介紹了這兩種實(shí)驗(yàn)方法,。有關(guān)基礎(chǔ)知識,請參考我們的應(yīng)用報(bào)告“電化學(xué)腐蝕測量入門”,。ASTM G59標(biāo)準(zhǔn)討論了動電位掃描,,ASTM G61標(biāo)準(zhǔn)討論了循環(huán)動電位掃描。
在這種類型的掃描中,,電壓驅(qū)動陽極或陰極的反應(yīng),。我們觀察到的是反應(yīng)速度(電流)的總體變化。也就是,,恒電位儀記錄施加在測試體系上不斷增加的電壓產(chǎn)生的電流,。在總的陽極電流等于總的陰極電流時(shí)的電位就是開路電位(Eoc)。(如圖一所示)
圖1 顯示總電流陰,、陽極枝的腐蝕過程
電位在一定范圍內(nèi)進(jìn)行掃描,,同時(shí)記錄電流,。對于陽極掃描,研究者常常從比較小的陰極極化范圍(略小于開路電位)開始掃描,,對于陰極掃描,,從比較小的陽極極化范圍(略大于開路電位)開始掃描。
循環(huán)動電位掃描類似于動電位掃描,,只是多了一步:電壓在一定范圍掃描后,,再反向掃描至初始電位。掃描過程中,,由于發(fā)生反應(yīng),,電極表面很有可能改變,因此電壓反掃的數(shù)據(jù)不會與正向掃描重疊,。
掃描參數(shù)
ASTM中建議掃描速率是0.1667mV/s,。掃速過快通常會導(dǎo)致數(shù)據(jù)失真,因?yàn)闃悠繁砻娌荒鼙3窒鄬Ψ€(wěn)定,。
數(shù)據(jù)
具有代表性的動電位掃描結(jié)果如圖2所示,。
圖2 430不銹鋼合金在1mol/L H2SO4中的動電位掃描曲線
自變量(電位)繪制在縱軸上,因變量(電流)繪制在橫軸上,。
這種對不銹鋼樣品在硫酸中的掃描可以解釋為:
圖3 圖2中用顏色表示的各種重要電壓,,電流和區(qū)域
當(dāng)電壓從-550mV慢慢增加,電流在陰極區(qū)(紫色)下降至Ecorr小處,,然后在金屬發(fā)生氧化的活化區(qū)域(綠色)再次上升,。在鈍化電位Epp時(shí)達(dá)到大值,。電流在過渡區(qū)(黃色)再次下降,,然后在鈍化區(qū)(粉色區(qū))較低部分保持相對穩(wěn)定,電位高于600mV時(shí),,表面擊穿會導(dǎo)致樣品表面產(chǎn)生點(diǎn)蝕或溶解,。
注意Ecorr附近區(qū)域,該區(qū)域類似圖1中的理想狀態(tài),。
Gamry電化學(xué)工作站足夠靈敏,,能夠檢測到p*以下的電流,如圖4所示,。
圖4 使用Gamry Reference 600 +™在脫氣的海水中測得的奧氏體不銹鋼的低電流動電位掃描曲線
圖4中,,樣品本身沒有電化學(xué)活性,很可能只是水的氧化,。
如前面所述,,這些掃描的電化學(xué)變化會導(dǎo)致樣品表面性破壞。循環(huán)動電位掃描結(jié)果能顯示出這個(gè)特征,。
圖5 沒有點(diǎn)蝕的循環(huán)動電位掃描曲線
另一個(gè)循環(huán)極化圖(圖6)顯示了沒有再鈍化的點(diǎn)蝕:
圖6 沒有再鈍化的點(diǎn)蝕循環(huán)極化圖
另一個(gè)具有點(diǎn)蝕和再鈍化的循環(huán)極化圖:
圖7 具有點(diǎn)蝕和再鈍化過程的循環(huán)極化圖
動電位和循環(huán)動電位掃描都可以用來闡述各種與腐蝕相關(guān)的現(xiàn)象,。
(空格分隔,最多3個(gè),單個(gè)標(biāo)簽最多10個(gè)字符)
立即詢價(jià)
您提交后,,專屬客服將第一時(shí)間為您服務(wù)