极化曲线测金属腐蚀速度

极化曲线标准极化曲线是电化学分析中常用的一种曲线，它反映了电极电位与电流之间的关系。

在不同的电化学测试中，极化曲线的获取和分析方法可能会有所不同，但它们的基本原理和标准是相似的。

以下是关于极化曲线的获取、分析和应用的一些基本标准和原则。

一、极化曲线的获取1. 测量方法：极化曲线通常通过控制电流法或控制电位法来获取。

在控制电流法中，电流保持恒定，而电位随时间变化；在控制电位法中，电位保持恒定，而电流随时间变化。

2. 实验设备：进行极化曲线测量时，需要使用电化学测试系统，包括电极（工作电极、参比电极和辅助电极）、电解池、电流源和电位测量装置。

3. 测试条件：测试条件应保持一致，包括电解质的种类和浓度、温度、搅拌速度等。

这些因素都会影响极化曲线的形状和特征。

二、极化曲线的分析1. 曲线形状：极化曲线通常分为三个区域：活性溶解区、钝化区和过钝化区。

活性溶解区表现为电流随电位增加而线性增加；钝化区电流随电位增加而减少，表明电极表面形成了一层稳定的氧化物膜；过钝化区电流再次增加，表明氧化物膜被破坏。

2. 腐蚀速率：通过极化曲线可以估算金属的腐蚀速率。

在活性溶解区，腐蚀速率可以通过斜率（电流密度/电位）来计算。

3. 钝化行为：钝化区的出现和形态可以用来评估金属的钝化能力，即金属抵抗腐蚀的能力。

三、极化曲线的应用1. 腐蚀研究：极化曲线是研究金属腐蚀行为的重要工具，通过分析极化曲线可以了解金属在不同环境条件下的腐蚀特性。

2. 防腐设计：极化曲线的分析结果可以用于指导金属结构的防腐设计，选择合适的材料和涂层。

3. 电化学测试：极化曲线是电化学测试中的一种基本曲线，它可以用于评估电镀、电池、燃料电池等电化学系统的性能。

四、结论极化曲线是电化学分析中的一种重要工具，它通过反映电极电位与电流之间的关系，提供了关于金属腐蚀行为和电化学系统性能的详细信息。

通过标准的测量方法和分析技术，可以获得准确的极化曲线，为腐蚀研究和电化学应用提供重要的数据支持。

极化曲线的测试与分析一．实验目的：掌握测定金属极化曲线的方法；二．实验装置及实验材料1．电化学测量系统（PS-268A 型） 1 台2．计算机 1 台3．三电极系统（研究电极：试样；参比电极：甘汞；辅助电极；铂） 1 套4. 低碳钢电化学试样 1 个5. 碳钢挂片试样 4 个6. 过饱和KCl 、蒸馏水、丙酮、脱脂棉、砂纸等若干7. 量尺、分析天平、量杯、烧杯、毛刷等。

三．实验原理1、电化学腐蚀原理金属腐蚀按腐蚀机理可分为化学腐蚀，电化学腐蚀两类。

电化学腐蚀是指金属表面与电解质溶液发生电化学反应而引起的破坏。

其特点是反应过程中金属构成电极，整个系统有阳极失去电子和阴极获得电子及电子流动的产生。

电化学腐蚀服从电化学动力学的基本规律。

当金属浸入电解质溶液时，由于水分子极性的静电作用，或由于金属电子的吸附作用。

在两相界面的两侧将形成由电子层与正离子层组成的双电层。

由于双电层的存在而产生的电位差称为金属―溶液体系的电极电位。

不同的金属在不同的溶液体系中有不同的电极电位。

至今还没有可靠的方法可以测定金属电极电位的绝对值，但可以求其相对值。

通常是指定某一电位稳定的电极为基准电极也叫参比电极或参考电极，人为规定其电位值；再把它与被研究电极组成原电池；测定出原电池的电动势，则被研究电极的电极电位就被测出。

通常采用的参比电极是标准氢电极，但在实际工作中常常采用更方便、更结实的参比电极，如甘汞电极，银－氯化银电极等。

实际上，金属大多是含有杂质的或者以合金的形态存在。

因此，金属浸入电解质溶液后，其界面不是存在单一电极而是存在着几个电极，测得的电位也是其混合值，金属与电解质溶液接触一定时间后， 达到的稳定电位值称为 该金属在该电解质溶液中的腐蚀电位或自然腐蚀电位， 又叫开路电位或混合电 位。

腐蚀电位决定于金属材料的成分，金相组织结构，表面状态以及电解质溶 液的成分，浓度，温度和 PH 值等。

腐蚀电位的大小与金属腐蚀速度之间没有简单的对应关系， 但其可以大致 指出金属的耐腐蚀性。

线性极化法测定金属的腐蚀速度实验一、 实验目的1．了解线性极化法测量金属腐蚀速度的基本原理。

2．掌握PS-1型恒电位仪的使用方法。

二、 实验原理线性极化法也称极化电阻法，是基于金属腐蚀过程的电化学本质而建立起来的一种快速测定腐蚀速度的电化学方法。

由金属腐蚀动力学基本方程式（1-1） ：⎥⎦⎤⎢⎣⎡--⎩⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡=A c c c C 3.2exp 3.2exp corr b b i i ηη外(1-1)通过微分和适当的数学处理可导出：c Ac A c c c C corr corr )3.23.2()3.23.2(ηηηi b b b b i i +=+=外 可知 c外C A c Ac )b (3.2b bcorr ηi b i•+=可见i c 外与ηC 成正比，即在η<10mV 内极化曲线为直线。

直线的斜率称为极化电阻R P ，即0d d C C →⎪⎪⎭⎫⎝⎛=ηηη外p R 可得 ()c a c a b b b b +⋅⋅=3.2R 1i P corr 式中p R ——极化电阻，Ωcm 2； corr i ——金属自腐蚀电流，A ／cm 2；a b 、c b ——常用对数，阳极、阴极塔菲尔(Tafel)常数，V ；若令 ()c a ca b b b b B +⋅=3.2则有 corri B R p =pR B i =corr 式(1-1)即为活化极化控制下的腐蚀体系其极化电阻与腐蚀电流之间存在的线性极化关系的基本公式（Stern 公式）。

很显然极化电阻p R 与腐蚀电流corr i 成反比。

当实验测得p R 和a b 、c b 后就可以求得腐蚀电流corr i 。

对于大多数体系可以认为腐蚀过程中a b 和c b 是一个常数。

确定a b 和c b 的方法有以下几种：1．极化曲线法：在极化曲线的塔菲尔直线段求直线斜率a b 、c b 。

2．根据电极过程动力学基本原理，由F n a RT b a a )1(3.2-=和Fan RTb c c 3.2=等公式求a b 、c b ，该法的关键是要正确选择传递系数a 值(a 值为0～l 之间的数值)，这要求对体系的电化学特征了解得比较清楚，例如，析2H 反应，在20℃各种金属上反应a ≈0.5，所以c b 值都在0.1～0.12V 之间。

极化曲线分析钢筋的腐蚀过程极化曲线分析钢筋的腐蚀过程摘要：为了确定混凝土中钢筋锈蚀速率的控制因素，运用腐蚀极化曲线图分析活化钢筋阴阳极极化曲线和腐蚀电流随环境相对湿度的变化规律，并讨论在干湿循环过程中混凝土中钢筋的锈蚀过程。

结果表明，有锈蚀产物存在时，锈蚀产物中FeOOH可以取代氧成为钢筋锈蚀过程的阴极去极化剂，钢筋的总腐蚀电流为氧去极化和锈蚀产物去极化产生的腐蚀电流的加和。

钢筋的总腐蚀电流随着环境相对湿度的提高而增大，和氧在混凝土中的扩散速率的变化趋势截然相反，从而证明氧仅是混凝土内钢筋开始的锈蚀的必备条件，但却不是混凝中钢筋锈蚀过程控制素。

关键词：混凝土；钢筋；极化曲线；氧；腐蚀产物混凝土中钢筋的锈蚀是一个非常复杂的电化学过程，目前国内外学者在建立钢筋锈蚀速率模型时，普遍借鉴了金属腐蚀学的研究成果，假定混凝土中钢筋的锈蚀速率受氧扩散速率所控制［１－７］，这种假定的正确和合理性直接决定了由此建立的理论模型的适用程度．由于金属腐蚀学研究的对象，大都是金属处于溶液、水或土壤中，整个腐蚀过程受氧扩散控制已为无数的研究所证实。

然而大气环境混凝土中钢筋的腐蚀和前几种不同，目前已有的研究发现钢筋的锈蚀速率随混凝土湿含量增大而增大，直至混凝土饱水，钢筋锈蚀速率也没有出现下降［８－９］，和混凝土中氧扩散速率的变化趋势［１０］截然相反，这是上述假定所无法解释的．姬永生等［１１］通过试验研究和钢筋锈蚀产物物相组成的变化分析证明锈蚀产物中FeOOH可以取代氧成为钢筋锈蚀过程阴极反应的新的去极化剂，传统的氧作为单一阴极去极化剂的锈蚀机理面临着严峻的挑战。

因此，探究高湿供氧困难情况下混凝土内钢筋仍高速锈蚀的内在机理，对于建立正确、合理钢筋锈蚀速率模型具有重要的意义。

腐蚀极化曲线图是进行金属腐蚀机理分析的重要工具之一。

本文在文献［１１］研究的基础上，运用腐蚀极化曲线图全面解释混凝土中钢筋锈蚀过程，探究混凝土由干燥到饱水变化过程混凝土内钢筋锈蚀速率变化的内在机理，并讨论在干湿循环过程中混凝土中钢筋的锈蚀过程，为预测钢筋混凝土的使用寿命奠定基础。

极化曲线
是一种快速测定金属腐蚀速度和腐蚀倾向的方法，极化曲线的自腐蚀电位表明了材料的腐蚀趋势，电位越负说明腐蚀趋势越大，而自腐蚀电流密度icorr表明了腐蚀速度的快慢， icorr越大，说明腐蚀速度越快。

icorr是阴极极化曲线和阳极化曲线的塔菲尔区的切线交点对应的电流密度值。

操作参数：采用动电位极化曲线法评价耐蚀性能，测量溶液是3.5%NaCl，在自腐蚀电位±300mV进扫描，扫描速率为50mV/s。

显微硬度评价膜层性能
测定之前，先要将待测磨料制成反光磨片试样，置于显微硬度计的载物台上，通过加负荷装置对四棱锥形的金刚石压头加压负荷的大小可根据待测材料的硬度不同而增减。

金刚石压头压入试样后，在试样表面上会产生一个凹坑。

把显微镜十字丝对准凹坑，用目镜测微器测量凹坑对角线的长度。

根据所加负荷及凹坑对角线长度就可计算出所测物质的显微硬度值。

HV = 常数×试验力/压痕表面积≈0.1891 F/d2。

其最大的优点在于其硬度值与试验力的大小无关，只要是硬度均匀的材料，任意试验力性能不受影响；缺点在于试样要求高，技术要求高，多数停留在实验室使用，致使试验效率低。

仪器操作参数：试验力1.961N（200g），测量系统放大倍数400倍（测量）、100倍（观察），加载时间10s，电源交流电220V。

实验原理
阳极氧化，
它是一种比较传统的表面处理技术，就是把金属或合金放在合适的电解液中作为阳极进行通电、处理，使得金属或合金表面生成一种氧化薄膜的电化学氧化方法。

孙 明：电化学实验中金属材料腐蚀速率的确定方法研究 1孙 明但是由于腐蚀环境以及腐蚀发展的复杂性，综合比较现有的极化曲线分析准确度的评价方法，选取阻来评价极化曲线分析方法的准确定国得但是，土壤种类α曾采用截距法Tafel 斜获得了金属发展了后插有效地消对金属材料电化学实验中腐蚀速率的确定具有很重要的意义。

1 极化曲线分析探讨 1.1 理论基础在现有的电化学实验室内研究中， 2273电化学工作站或者其升级产品不仅能很容易地得到腐蚀体系的极化曲线，还配有专门的软件对测得曲线进行分析。

其中，在求解得到的参数中，有对拟合曲线的拟合效果评价参数，卡方值，而按照统计学知识，卡方值越大，说明选定区域内，实际测量值与拟合数值的差别越明显。

在corr i 很小时，IR 降对极化曲线的影响很小，因此，由这一区域内的极化曲线反应的工作电极上的电化学信息较为真实，而由此得到的卡方值较小的tafel 拟合，也便对整个测试范围内，工作电极表面的电化学信息具有更准确的描述。

此外，阴阳极极化曲线相对于腐蚀电位并没有很好的对称性，倘若拟合区域中既包含阴极极化曲线又包含阳极极化曲线，势必会为拟合效果大打折扣。

而对于这样的腐蚀过程，往往是由其中的一个极化为主导，这也就意味着其中一极的极化对腐蚀电流的大小的确定更具有决定性作用，因此在拟合区域的选择中就只需要选择决定性的一极的部分即可。

从极化曲线上来说，即可描述为：i -E 关系图中斜率大的一极，也就是i -E lg 关系图中斜率小的一极，即为腐蚀控制一方。

1.2 实验验证 1.2.1 验证方法的选取现有的腐蚀速率测试方法，主要包括失重法以及电化学分析方法。

而失重法不适用于对极化曲线所得瞬时腐蚀速率的验证，而电化学分析方法中，除极化曲线法，最为常用的便为阻抗谱测试方法，通过对在较小电位范围内测得的阻抗2012年 第10期 化学工程与装备2012年10月 Chemical Engineering & Equipment12 孙 明：电化学实验中金属材料腐蚀速率的确定方法研究谱的分析，可以准确地得到腐蚀体系中的详细的电化学信息，其中包括极化电阻R P 的数值。

用T a f e l曲线外推法测定金属材料的腐蚀速度(总3页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除用Tafel曲线外推法测定金属材料的腐蚀速度一、实验目的1.了解测定金属材料腐蚀速度的电化学方法。

2.掌握Tafel曲线外推法的原理与方法。

3.熟悉LK98BⅡ型微机电化学分析系统(天津市兰力科化学电子高技术有限公司制造)。

二、实验原理在使用金属的过程中，人们不仅关心它是否会发生腐蚀(热力学可能性)，更关心其腐蚀速度的大小(动力学问题)。

腐蚀速度表示单位时间内金属腐蚀的程度。

迄今为止，普遍应用的测定腐蚀速度方法仍然是经典的失重法。

失重法的优点是准确可靠，但由于实验周期长，需要做多组平行实验并且操作麻烦，所以满足不了快速的要求。

电化学方法的优点是快速简便并有可能用于现场监控，因而得到了人们的重视。

测定金属材料腐蚀速度的电化学方法有塔菲尔曲线外推法、线性极化法、三点法、恒电流暂态法、交流阻抗法等。

本实验采用塔菲尔(Tafel)曲线外推法测定其腐蚀速度。

1905年，塔菲尔(Tafel)提出了塔菲尔关系式，也即：在过电位足够大（ >50mv）时，过电位与电流密度有如下的定量关系，称为塔菲尔公式：ηb=i+a ln式中i是电流密度；ba,是常数。

常数a是电流密度i等于1A·cm-2时的超电势值，它与电极材料、电极表面状态、溶液组成以及实验温度等密切相关。

b的数值对于大多数的金属来说相差不多，在常温下接近于0.050V。

如用以10为低的对数，b约为0.116V。

这意味着，电流密度增加10倍，则过电位约增加0.116V。

iTafel曲线外推法求corr如用η为纵坐标，ilg为横坐标作图，塔菲尔关系是一条直线(如上图所示)。

这个关系在电流密度很小时不能与事实相符合。

因为按照该公式，当i→0时，η应趋向-∞，这当然是不对的。

当i→0时，电极上的情况接近于可逆电极，η应该是零而不应该是-∞。

极化曲线分析钢筋的腐蚀过程极化曲线分析钢筋的腐蚀过程摘要：为了确定混凝土中钢筋锈蚀速率的控制因素，运用腐蚀极化曲线图分析活化钢筋阴阳极极化曲线和腐蚀电流随环境相对湿度的变化规律，并讨论在干湿循环过程中混凝土中钢筋的锈蚀过程。

结果表明，有锈蚀产物存在时，锈蚀产物中FeOOH可以取代氧成为钢筋锈蚀过程的阴极去极化剂，钢筋的总腐蚀电流为氧去极化和锈蚀产物去极化产生的腐蚀电流的加和。

钢筋的总腐蚀电流随着环境相对湿度的提高而增大，和氧在混凝土中的扩散速率的变化趋势截然相反，从而证明氧仅是混凝土内钢筋开始的锈蚀的必备条件，但却不是混凝中钢筋锈蚀过程控制素。

关键词：混凝土；钢筋；极化曲线；氧；腐蚀产物混凝土中钢筋的锈蚀是一个非常复杂的电化学过程，目前国内外学者在建立钢筋锈蚀速率模型时，普遍借鉴了金属腐蚀学的研究成果，假定混凝土中钢筋的锈蚀速率受氧扩散速率所控制［１－７］，这种假定的正确和合理性直接决定了由此建立的理论模型的适用程度．由于金属腐蚀学研究的对象，大都是金属处于溶液、水或土壤中，整个腐蚀过程受氧扩散控制已为无数的研究所证实。

然而大气环境混凝土中钢筋的腐蚀和前几种不同，目前已有的研究发现钢筋的锈蚀速率随混凝土湿含量增大而增大，直至混凝土饱水，钢筋锈蚀速率也没有出现下降［８－９］，和混凝土中氧扩散速率的变化趋势［１０］截然相反，这是上述假定所无法解释的．姬永生等［１１］通过试验研究和钢筋锈蚀产物物相组成的变化分析证明锈蚀产物中FeOOH可以取代氧成为钢筋锈蚀过程阴极反应的新的去极化剂，传统的氧作为单一阴极去极化剂的锈蚀机理面临着严峻的挑战。

因此，探究高湿供氧困难情况下混凝土内钢筋仍高速锈蚀的内在机理，对于建立正确、合理钢筋锈蚀速率模型具有重要的意义。

腐蚀极化曲线图是进行金属腐蚀机理分析的重要工具之一。

本文在文献［１１］研究的基础上，运用腐蚀极化曲线图全面解释混凝土中钢筋锈蚀过程，探究混凝土由干燥到饱水变化过程混凝土内钢筋锈蚀速率变化的内在机理，并讨论在干湿循环过程中混凝土中钢筋的锈蚀过程，为预测钢筋混凝土的使用寿命奠定基础。

主题：动电位极化曲线计算腐蚀速率目录1. 动电位极化曲线的概念及原理2. 腐蚀速率的计算方法3. 实际案例分析4. 结论与展望1. 动电位极化曲线的概念及原理动电位极化曲线是一种常用的腐蚀分析方法，它通过测定金属在一定电位范围内的极化曲线，来研究金属的腐蚀行为。

在动电位极化曲线中，横轴表示电位，纵轴表示电流密度。

通过测定金属在极化曲线上的拐点，可以得到金属的腐蚀电位和腐蚀电流密度，进而计算腐蚀速率。

动电位极化曲线的测定可以在自然环境下进行，也可以在实验室中通过电化学方法进行。

通过对动电位极化曲线的分析，可以了解金属在具体环境中的腐蚀行为，为腐蚀预防提供重要参考。

2. 腐蚀速率的计算方法腐蚀速率是描述金属在一定环境条件下腐蚀程度的重要指标。

根据动电位极化曲线的测定结果，可以采用以下方法来计算金属的腐蚀速率。

（1）泊松方程法泊松方程法是一种常用的计算腐蚀速率的方法。

它通过测定金属在不同电位下的动电位极化曲线，并利用泊松方程建立腐蚀速率和电流密度之间的关系，来计算腐蚀速率。

（2）球形极化曲线法球形极化曲线法是一种基于动电位极化曲线的计算腐蚀速率的方法。

它利用金属在球形电极下的动电位极化曲线，通过对曲线的分析，来计算金属的腐蚀速率。

（3）Tafel斜率法Tafel斜率法是一种通过测定金属在不同电位下的动电位极化曲线，利用Tafel斜率和Tafel方程来计算腐蚀速率的方法。

通过对Tafel斜率和Tafel方程的运用，可以较准确地计算金属的腐蚀速率。

3. 实际案例分析以某海洋评台上使用的钢结构为例进行分析，该钢结构在海水中进行了腐蚀测试，得到了相应的动电位极化曲线。

通过对曲线的测定和分析，得到了钢结构在海水中的腐蚀电位和腐蚀电流密度。

根据腐蚀电位和腐蚀电流密度，可以利用上述方法计算钢结构在海水中的腐蚀速率。

通过实际数据的分析和计算，可以较准确地了解钢结构在海水中的腐蚀状况，为相关腐蚀防护措施的制定提供重要参考。

金属腐蚀速度的测定方法金属腐蚀速度的测定方法金属腐蚀是金属材料在环境中与氧气、水或其他化学物质相互作用而发生的化学反应，导致金属表面被破坏、腐蚀甚至损坏。

为了准确评估金属材料的耐腐蚀性能，科学家和工程师们开发了多种方法来测定金属腐蚀速度。

1. 重量损失法：这是一种最常用且简单的测定金属腐蚀速度的方法。

它基于金属腐蚀后的质量减少来计算腐蚀速率。

实验时，金属试样在特定环境中暴露一段时间后，取出并清洗，然后测量其质量变化。

通过将质量损失除以暴露时间，可以得到金属的腐蚀速率。

2. 电化学测量法：这是一种基于电化学原理的测定金属腐蚀速度的方法。

它通过测量金属试样与电解质溶液之间的电流和电势差来评估腐蚀速率。

常用的电化学测量方法包括极化曲线法、极化电阻法和交流阻抗法等。

这些方法能够提供关于金属腐蚀机理和速率的详细信息。

3. 放射性示踪法：这是一种利用放射性示踪剂来测定金属腐蚀速度的方法。

放射性示踪剂被添加到金属试样或腐蚀介质中，通过测量示踪剂的衰变速率来推断金属腐蚀的速率。

这种方法可以在实际工业应用中提供准确的腐蚀速度测量结果。

4. 表面形貌分析法：这是一种通过观察和分析金属表面形貌变化来测定腐蚀速度的方法。

它可以使用光学显微镜、扫描电子显微镜或原子力显微镜等仪器来观察金属试样的表面形貌变化。

通过比较不同时间点的表面形貌，可以间接评估金属腐蚀速度。

这些方法各有优劣，可以根据实际需求和条件选择合适的方法来测定金属腐蚀速度。

同时，为了提高测量准确性，应注意控制实验条件，如温度、湿度和溶液浓度等。

此外，还可以结合多种方法进行综合评估，以获得更全面的腐蚀速度数据。