1. 基本定義

動(dòng)電位極化法是按照給定的階躍時(shí)間與階躍高度從起始電位掃描到終止電位而得到的電壓與電流關(guān)系曲線(xiàn)。將動(dòng)電位極化曲線(xiàn)的塔菲爾線(xiàn)性段外推至自然腐蝕電位Ecorr處，可計(jì)算出腐蝕速率[1]。

2. 應(yīng)用范圍和特點(diǎn)

動(dòng)電位極化法是一種常用的評(píng)價(jià)金屬腐蝕行為的電化學(xué)研究方法，其曲線(xiàn)類(lèi)型與金屬表面腐蝕情況有關(guān)，通過(guò)對(duì)曲線(xiàn)的類(lèi)型及曲線(xiàn)、電化學(xué)特征參數(shù)的變化情況，可對(duì)電極表面發(fā)生的腐蝕行為進(jìn)行判斷，表征材料的腐蝕傾向與程度[2]。

3. 測(cè)試時(shí)的注意事項(xiàng)

由于動(dòng)電位的掃描速度非常慢，在電化學(xué)體系中也不斷地發(fā)生氧化還原反應(yīng)，而我們需要在體系穩(wěn)定之后才能進(jìn)行動(dòng)電位極化的測(cè)試，因此測(cè)量開(kāi)路電位很重要的一點(diǎn)就是在進(jìn)行試驗(yàn)前給予足夠時(shí)間使得開(kāi)路電位達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。穩(wěn)定的開(kāi)路電位表示所要研究的系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，即各種腐蝕反應(yīng)的速度恒定。有些腐蝕反應(yīng)在很短時(shí)間內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，有些需要幾個(gè)小時(shí)[3]。不管所需多少時(shí)間，電腦控制系統(tǒng)可以檢測(cè)開(kāi)路電位使得測(cè)試在其穩(wěn)定后進(jìn)行。動(dòng)電位測(cè)試對(duì)電化學(xué)體系來(lái)說(shuō)，其破壞性是不可逆的，多次測(cè)試會(huì)顯著地降低工作電極的耐蝕性，導(dǎo)致后期測(cè)試出的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確甚至錯(cuò)誤。

4.動(dòng)電位極化曲線(xiàn)和塔菲爾曲線(xiàn)的不同

典型的用來(lái)測(cè)試電極腐蝕速度的動(dòng)電位極化曲線(xiàn)包括線(xiàn)性極化區(qū)、弱極化區(qū)和強(qiáng)極化區(qū)[4]。在強(qiáng)極化區(qū)，極化曲線(xiàn)（E-logi 圖）基本是條直線(xiàn)，這條直線(xiàn)可以用來(lái)得到電極的腐蝕速度，而強(qiáng)極化區(qū)又叫Tafel區(qū)，所以，在不嚴(yán)格的說(shuō)法中強(qiáng)極化曲線(xiàn)或者Tafel曲線(xiàn)可等同于動(dòng)電位極化曲線(xiàn)，而曲線(xiàn)要極化程度夠大，進(jìn)入Tafel區(qū)。

5.動(dòng)電位極化法的參數(shù)和激勵(lì)信號(hào)圖

表1.動(dòng)電位極化法參數(shù)設(shè)置

動(dòng)電位極化法的激勵(lì)信號(hào)圖

6動(dòng)電位極化法的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

6.1動(dòng)電位極化法在金電極中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

樣品前處理：將金電極用粗細(xì)兩種Al2O3粉拋光打磨好后再放入稀硫酸中進(jìn)行一系列的測(cè)試。

三電極體系：WE-Au盤(pán)，CE-Pt絲，RE-SCE。電解質(zhì)為0.5 M H2SO4

基本激勵(lì)信號(hào)參數(shù)：最初電位：-0.3 V，最終電位為：0.7 V（vs.OCP），階躍高度：1 mV，階躍時(shí)間：1 s，掃描速率：1 mV/s

DH7006 金電極動(dòng)電位極化

該動(dòng)電位極化曲線(xiàn)可分為三個(gè)部分。第一部分為活化區(qū)，此時(shí)過(guò)電位較小，電極的氧化電流隨電極電位的增加而很快增加，當(dāng)電位趨近至拐點(diǎn)時(shí)氧化電流達(dá)到極大值。理論上將此點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的電位稱(chēng)為鈍化電位，而將此時(shí)對(duì)應(yīng)的電流稱(chēng)為鈍化電流。但當(dāng)電位增加到拐點(diǎn)以后，電極表面開(kāi)始鈍化，此時(shí)電流密度隨著電位的增加而迅速降低到一個(gè)較小的值，金屬處于穩(wěn)定的鈍態(tài)。繼續(xù)增加電壓，電流密度仍然保持一很小的值，該電流稱(chēng)為鈍態(tài)電流，該區(qū)稱(chēng)為鈍化區(qū)。當(dāng)電位繼續(xù)增加以后，電流又將隨電位的增加而顯著增加，說(shuō)明陽(yáng)極又開(kāi)始發(fā)生了氧化過(guò)程，這一區(qū)稱(chēng)為過(guò)鈍化區(qū)[5]。

6.2 動(dòng)電位極化法在鍍銀銅片中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

樣品前處理：準(zhǔn)備一個(gè)銅片打孔用銅絲連接后先使用丙酮對(duì)其超聲5 min除油，然后用去離子水超聲5 min，再用5%稀HCl活化5 min后用去離子水沖洗放入1:1的ZHL-02鍍銀液中用1 ASD的電流對(duì)其進(jìn)行置電鍍銀5 min后取出放入3.5wt% NaCl溶液中腐蝕穩(wěn)定4 h后再進(jìn)行一系列的測(cè)試。

三電極體系：WE-電鍍銀銅片，CE-Pt絲，RE-SCE。電解質(zhì)為3.5wt% NaCl溶液。

基本激勵(lì)信號(hào)參數(shù)：最初電位：-0.5 V，最終電位為：0.2 V（vs.Ref），階躍高度：1 mV；階躍時(shí)間：1 s，掃描速率：1 mV/s

DH7000 鍍銀銅片動(dòng)電位極化

鍍銀銅片的動(dòng)電位極化曲線(xiàn)可分為活性溶解區(qū)、過(guò)渡鈍化區(qū)、穩(wěn)定鈍化區(qū)、過(guò)鈍化區(qū)四個(gè)區(qū)。第一部分為活性溶解區(qū)，此時(shí)過(guò)電位較小，電極的氧化電流隨電極電位的增加而很快增加，當(dāng)電位趨近至拐點(diǎn)時(shí)氧化電流達(dá)到極大值。當(dāng)電位增加到拐點(diǎn)以后，電極表面開(kāi)始鈍化，此時(shí)電流密度隨著電位的增加而迅速降低到一個(gè)較小的值，金屬處于穩(wěn)定的鈍態(tài)，此時(shí)便是過(guò)渡鈍化區(qū)。繼續(xù)增加電壓，電流密度仍然保持一很小的值，該電流稱(chēng)為鈍態(tài)電流，該區(qū)稱(chēng)為穩(wěn)定鈍化區(qū)。當(dāng)電位繼續(xù)增加以后，電流又將隨電位的增加而增加，說(shuō)明陽(yáng)極又開(kāi)始發(fā)生了氧化過(guò)程，這一區(qū)稱(chēng)為過(guò)鈍化區(qū)。

7總結(jié)

動(dòng)電位極化測(cè)量方法是以一定的掃描速率極化工作電極至某一指.定電位獲得電位和電流密度的關(guān)系曲線(xiàn)，他是一種常用的評(píng)價(jià)金屬腐蝕行為的電化學(xué)研究方法，其曲線(xiàn)類(lèi)型與金屬表面腐蝕情況有關(guān)，通過(guò)對(duì)曲線(xiàn)的類(lèi)型及曲線(xiàn)、電化學(xué)特征參數(shù)的變化情況，可對(duì)電極表面發(fā)生的腐蝕行為進(jìn)行判斷，表征材料的腐蝕傾向與程度。

參考文獻(xiàn)

［1］ 陳飛,解利昕,孫晨等.動(dòng)電位極化曲線(xiàn)法研究鋁合金材料在海水中腐蝕現(xiàn)象[J].天津化工,2014,28(5):12-14.

［2］ 電化學(xué)腐蝕行為[J].工業(yè)科技,2009,38(1):69-71.

［3］ 韓小敏,王少剛,黃燕.鈦-鋼爆炸復(fù)合板的耐腐蝕性能研究[J].石油化工腐蝕與防護(hù),2016,33(2):14-18.

［4］ 陳小文,白新德,薛祥義等.釔離子注入鋯的動(dòng)電位極化曲線(xiàn)研究[J].稀有金屬材料與工程,2004,33(2):153-156

［5］ 谷琦琦,簡(jiǎn)璐,張西雷等.HCO3-對(duì)X80鋼在NaCl溶液中腐蝕性能的影響[J].金屬熱處理,2015,40(8):179-183.