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電化學(xué)實(shí)操--金屬腐蝕速率測試及數(shù)據(jù)分析

更新時(shí)間：2021-08-30

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本文主要介紹用Zahner電化學(xué)工作站測試極化曲線的方法和參數(shù)設(shè)置，以及用Zahner Analysis分析軟件得到腐蝕速率的兩種方法。

一、測試方法和參數(shù)設(shè)置

用Zahner電化學(xué)工作站測試極化曲線或Tafel曲線，一般選用Dynamic Scan方法。在Methods列表找到Current Voltage Curves (Dynamic Scan)，如下圖：

電壓參數(shù)：

從上到下，有4項(xiàng)電壓參數(shù)，通常只用前兩項(xiàng)，如需循環(huán)極化測試，可以用后兩項(xiàng)電壓參數(shù)。第3項(xiàng)電壓數(shù)值等于第2項(xiàng)時(shí)，會變成空白，表示只用前兩項(xiàng)。

absolute value和relative to OCP

absolute value：表示當(dāng)前電壓參數(shù)相對于參比電極。

relative to OCP：表示當(dāng)前電壓參數(shù)相對于開路電位。

當(dāng)后兩項(xiàng)電壓參數(shù)是空白時(shí)，voltage reference的設(shè)置也應(yīng)當(dāng)與第2項(xiàng)一致。也就是說，第2項(xiàng)選擇relative to OCP，后兩項(xiàng)也選擇這個(gè)。

其它參數(shù)

current range：電流量程，此方法允許用大電流量程測量較小的電流，如果測的電流較小，無需特意設(shè)置更小的量程。可以用±1A的電流量程。

voltage resolution：電壓分辨率也就是取樣間隔，建議設(shè)置為 1~10 mV，不建議取太多點(diǎn)。

scan rate：掃描速率，腐蝕體系的測量，通常小于10 mV/s。

ohmic drop resistance：補(bǔ)償溶液電阻，可直接輸入補(bǔ)償數(shù)值；或輸入 * （星號）自動(dòng)補(bǔ)償。大多數(shù)情況無需補(bǔ)償，保持空白即可。

二、數(shù)據(jù)分析：用Zahner Analysis分析軟件得到腐蝕速率

方法1：Tafel Slope Analyesis

在頂部工具欄點(diǎn)擊按鈕，打開分析設(shè)置界面。如下圖：

這是經(jīng)典的Tafel分析方法。

點(diǎn)擊Set按鈕，選擇四個(gè)位置，應(yīng)當(dāng)包括兩個(gè)線性區(qū)域（圖1）。選中Corrosion Rate，輸入面積、密度和當(dāng)量，點(diǎn)擊Calculate即可得到計(jì)算結(jié)果（圖2）

方法2：Butler-Volmer functiion

由于多數(shù)腐蝕體系的極化曲線沒有足夠的線性區(qū)域，人為選擇的影響較大，用經(jīng)典的Tafel分析方法則不一定合適。Zahner Analysis分析軟件提供了Butler-Volmer方程擬合極化曲線，這個(gè)方法的優(yōu)點(diǎn)是不需要特別明顯的線性區(qū)域。

在頂部工具欄點(diǎn)擊按鈕，打開分析設(shè)置界面。如下圖：

點(diǎn)擊set按鈕，選擇需要擬合的范圍（圖3）。切換到Corrosion Rate，輸入面積、密度和當(dāng)

量，點(diǎn)擊Butler-Volmer Fit即可得到計(jì)算結(jié)果（圖4）。

備注：以上兩個(gè)分析方法也支持LSV測得的數(shù)據(jù)分析。