東華分析——Tafel極化法測(cè)試金屬腐蝕速率介紹

時(shí)間：2022-7-5 閱讀：14532

一、實(shí)驗(yàn)原理

在使用金屬的過(guò)程中，人們不僅關(guān)心它是否會(huì)發(fā)生腐蝕，更關(guān)心其腐蝕速度的大?。?span style="line-height: 21px; font-family: 微軟雅黑, sans-serif; margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; letter-spacing: 0.544px; visibility: visible;">腐蝕速度表示單位時(shí)間內(nèi)金屬腐蝕的程度）。迄今為止，普遍應(yīng)用的測(cè)試腐蝕速度的方法仍然是經(jīng)典的失重法，失重法的優(yōu)點(diǎn)是準(zhǔn)確可靠，但由于實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng)，需要做多組平行實(shí)驗(yàn)并且操作麻煩，所以滿足不了快速的要求。電化學(xué)方法的優(yōu)點(diǎn)是快速簡(jiǎn)便并有可能用于現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控。

塔菲爾(Tafel)曲線是用來(lái)測(cè)定金屬腐蝕速率的常用方法之一，塔菲爾公式是塔菲爾于1905年提出的經(jīng)驗(yàn)公式，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

η=a+b*lg|i|

式中η為過(guò)電勢(shì)；i為電流密度；a、b為常數(shù)。常數(shù)a為電流密度i等于1 A/cm²時(shí)的超電勢(shì)值(過(guò)電位值)，它的大小和電極材料的性質(zhì)、電極表面狀態(tài)、溶液組成及溫度等因素有關(guān)，根據(jù)a值的大小，可以比較不同電極體系中進(jìn)行電子轉(zhuǎn)移步驟的難易程度。常數(shù)b主要與溫度有關(guān)，對(duì)大多數(shù)金屬而言，常溫下b的數(shù)值約為0.116 V。

DH7000系列電化學(xué)工作站Tafel極化法測(cè)試是以E為縱坐標(biāo)，lg|i|為橫坐標(biāo)作圖，其中E為施加電壓，i為電流。在強(qiáng)極化區(qū)，陽(yáng)極極化曲線與陰極極化曲線的直線部分（Tafel直線）外推到交點(diǎn)，該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電流即為金屬腐蝕達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的電流，即是該金屬的腐蝕電流i_corr。

二、實(shí)驗(yàn)進(jìn)行

1．工作電極的準(zhǔn)備

按照下圖制備工作電極：

本實(shí)驗(yàn)采用的金屬試樣材料為不銹鋼，在使用前需進(jìn)行金屬試件和銅絲(桿)端的打磨。

2．電解液的配置

配置250mL3.5%濃度的NaCl溶液。

3．電極裝置的設(shè)計(jì)

鉑片作為對(duì)電極(輔助電極)，飽和甘汞電極作為參比電極；

4．進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

(1) 將儀器和軟件連接；

(2) 點(diǎn)擊【新實(shí)驗(yàn)】，選擇技術(shù)操作(電分析技術(shù))模塊的【開路電位】實(shí)驗(yàn)，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置界面，設(shè)置個(gè)較長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間，點(diǎn)擊【開始】進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，待得到的開路電位趨于平穩(wěn)(即測(cè)出來(lái)是平行于X軸的波動(dòng)很小的線)，代表體系已處于穩(wěn)定狀態(tài)，即可進(jìn)行Tafel極化法的測(cè)試；

(3) 點(diǎn)擊【新實(shí)驗(yàn)】，選擇技術(shù)操作(腐蝕技術(shù))模塊的【Tafel極化法】實(shí)驗(yàn)，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置界面，設(shè)置最初電位為-0.25V，最終電位為0.25V，階躍高度為0.1mV，階躍時(shí)間為0.1s，點(diǎn)擊【開始】進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。