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电化学方法研究锌镍合金镀层耐腐蚀性能韩玉娟;郑凯【摘要】Zn-Ni alloy coating and Zn coating were prepared by electrodepositing in alkaline electrolyte respectively. They were handled into working electrodes. Platinum electrode and calomel electrode were chosen as counter electrode and reference electrode respectively. They were immersed into 5% NaCl solution simultaneously. The electrochemical workstation was utilized to measure the corrosion performance after 120 h. The test result indicated that the corrosion potentials of the Zn-Ni alloy and Zn coating were respectively -0. 778 and -0. 989 V, rate of corrosion on Zn-Ni alloy and zinc coating were 0. 0405 and 0. 301 g/( m2 ·h) , which indicated that the corrosion rate of Zinc coating was seven point four times of that of Zn-Ni alloy, their real part values within the low frequency range from 1 to 10 Hz were 250 and 900 Ω/cm2 respectively, the value of Zn-Ni was 3. 5 times than that of Zn coating.%碱性介质中制备锌镍合金镀层与镀锌层,并制备成工作电极,分别选择铂电极和饱和甘汞电极作为对电极和参比电极,5%氯化钠溶液为测量介质,采用电化学工作站测量工作电极电化学特性。
电解实验一电解法制备普鲁士蓝膜修饰电极及电化学行为研究一、实验目的了解什么是修饰电极；掌握用电沉积法制备普鲁士蓝的修饰电极的方法。
二、实验原理化学修饰电极（chemically modified electrode）是由导体或半导体制作的电极，在电极表面涂敷了单分子，多分子的，离子的或聚合物的化合物薄膜，改变了电极界面的性质，电极呈现的性质与电极材料本身任何表面上的性质不同，通过改变电极/电解液界面的微观结构而调制成某种特性。
对玻碳电极进行电化学处理—电沉积法—使之表面形成普鲁士蓝薄膜。
三、仪器、试剂和材料仪器 LK2005A型电化学工作站（天津兰力科化学电子有限公司），三电极系统（SCE为参比电极，铂丝为对电极，玻碳电极为工作电极）；试剂 0.1mol/L铁氰化钾，1mol/L KCl, 0.2mol/L HCl，0.01mol/L Fe2(SO4)3。
四、实验步骤1、按下列表格配置溶液，并以水定容为10mL：2、制备修饰电极：a)、将玻碳电极在润湿的撒有粒度为1.0μm的α- Al2O3粉的抛光布上进行抛光，洗去表面的污物；b)、以恒电位和循环电位在上述溶液中电解，在玻碳电极的表面上电沉积成普鲁士蓝修饰膜。
3、修饰电极的电化学行为的研究：将电极放入KCl溶液的溶液中，在与上步同样的条件下用循环伏安法电解玻碳上的普鲁士蓝，并记录伏安图，对比各个溶液制得的伏安图，找出最好的峰形所对应的溶液。
五、实验讨论作为化学修饰电极的基底材料主要是碳（包括石墨，热解石墨和玻碳）和贵金属及半导体。
在采用任何方法之前，所用固体电极必须首先经过表面的清洁处理，目的是为了获得一种新鲜的，活性的和重现性好的电极表面状态，以利于后续的修饰步骤进行。
普鲁士蓝的还原形式K3Fe (CN)6（Everrit盐，ES）和氧化形式K2FeFe (CN)6（Berlin绿）由于在V（Fe2(SO4)3）= 4mL时制得的修饰电极的氧化还原峰最明显，故对其电化学进行严格的讨论：0.816V电位处出现一个很小的还原峰， 0.150V的电位处，普鲁士蓝还原为Everitt盐的i-E曲线为尖峰；0.198V处普鲁士蓝氧化成Berlin绿的i-E曲线为尖峰。
金属腐蚀理论及腐蚀控制第一部分腐蚀原理一、均匀腐蚀速率1-1.根据表1-1中所列数据分别计算碳钢和铝两种材料在试验介质中的失重腐蚀速度v-和年腐蚀深度vp，并进行比较，说明两种腐蚀速度表示方法的差别。
表1-1碳钢和铝在硝酸中的腐蚀试验数据试验介质样品材料矩形薄板样品尺寸（mm）腐蚀前重量W0（g）浸泡时间t（HR）腐蚀后重量W1（g）30%硝酸，25？碳钢20？40? 318.71534518.6739铝30？40? 516.18204516.13471-2. 奥氏体不锈钢和铝广泛用于硝酸工业。
根据表1-2中的数据，计算不锈钢和铝在两种硝酸溶液中的腐蚀速率VP，分析结果，并比较两种材料的耐腐蚀性。
表1-2不锈钢和铝在硝酸中的腐蚀试验数据试验介质试样材料圆形薄板试样尺寸(mm)腐蚀前重w0(g)浸泡时间t(tr)腐蚀后重w1(g)20%hno3,25?c不锈钢?30?422.336740022.2743铝?40?516.96462016.915198%hno3,85?c不锈钢?30?422.3367222.2906铝?40?516.96464016.92501-3.已知锌氧化生成的表面膜组成为zno，根据表1-3中所列的数据计算不同试验时间所得到的平均腐蚀速度vp，画出vp随时间变化的曲线。
所得结果说明了什么？表1-3 400℃时的锌含量？C氧化试验数据试验时间（HR）样品增重（mg/cm2）100.32200.45400.57600.64800.681200.761600.811-4将镁在0.5mol/lnacl溶液中浸泡100小时后，共释放330cm3氢气。
1-1rocifn?a?v试验温度25?c，压力760mmhg；试样尺寸为20?20?0.5(mm)的薄板。
计算镁试样的失重腐蚀速度vp。
（在25?c时水的饱和蒸汽压为23.8mmhg）1-5. 表面积为20cm2的铜样品为700？C在氧气中氧化2小时，消耗了13.6cm3的氧气（在25℃下测量，1atm）。
镀碳极板耐腐蚀性实验方案一、实验目的针对燃料电池堆镀碳极板耐腐蚀情况，开展模拟在电堆环境下进行双极板的耐蚀性研究，主要包括动电位极化曲线测试、恒定电位极化曲线、腐蚀电流密度分析研究，获得运行环境条件下镀碳极板的耐蚀性。
二、实验方案2.1样品制备将双极板样品切割成尺寸为5 mm×5 mm的片状试样，依次使用丙酮(或无水乙醇)、自来水以及去离子水洗清样品表面，擦干后待测。
将样品装入工作电极夹具中。
2.2开路电位测试a）以样品为工作电极，以饱和甘汞电极为参比电极，以铂片或铂网为辅助电极进行测试；b）向温度为80 ℃、含5 ppm HF的0.5M的H2SO4电解质溶液中以20 mL/min的流速通入空气。
通气体15 min后体系稳定即可开始试验。
c）模拟阴极环境下进行开路电位测试，持续30 min，若电位稳定即可开始腐蚀测试。
动电位测试和恒电位测试前均需执行一次该测试。
2.3动电位测试a）以样品为工作电极，以饱和甘汞电极为参比电极，以铂片或铂网为辅助电极进行测试。
b）向温度为80 ℃、含5 ppm HF的0.5 M的H2SO4 电解质溶液中以20 mL/min 的流速通入空气，以模拟燃料电池阴极环境。
通气体15 min后体系稳定即可开始试验。
c）对样品进行线性电位扫描。
扫描速率为2 mV/s，电位扫描范围为-0.5 V～1.4 V（vs. SCE），不同气体环境分别记录实验数据。
d）对测得的线性电位扫描曲线进行塔菲尔（Tafel）拟合，塔菲尔直线的交点所对应的电流即为样品的腐蚀电流。
2.4恒电位测试a）以样品为工作电极，以饱和甘汞电极为参比电极，以铂片或铂网为辅助电极进行测试。
b）向温度为80 ℃、含5 ppm HF的0.5 M的H2SO4电解质溶液中以20 mL/min的流速通入空气，以模拟燃料电池阴极环境。
c）对模拟的阴极环境中样品使用0.6 V（vs. SCE）的电位，保持4 h。
d）对测得的极化曲线进行数据处理，选取稳定后的最后五分钟的平均值为恒电位下稳定腐蚀电流。
金属腐蚀速度的测量分析一、金属腐蚀速度的测量方法 1、重量法重量法是根据腐蚀前后试件质量的变化来测定金属腐蚀速度的，分为失重法和增重法两种。
当金属表面上的腐蚀产物容易除净且不至于损坏金属本体时常用失重法；当腐蚀产物完全牢靠地附着在试件表面时，则采用增重法。
对于失重法可由下式计算腐蚀速度：式中 V 失——金属的腐蚀速度，g·m-2·h-1； m 0——试件腐蚀前的质量，g ； m 1——试件腐蚀后的质量，g ； S ——试件的面积，m 2； t ——试件腐蚀时间，h 。
对于增重法，即当金属表面的腐蚀产物全部附着在上面，或者腐蚀产物脱落下来可以全部收集起来时，可用下式计算腐蚀速度：式中 V 增——金属的腐蚀速度，g·m-2·h-1； m 2——带有腐蚀产物的试件质量，g ；对于密度相同的金属，可以用上述方法比较其耐腐蚀性能，对于密度不同的金属，尽管单位表面上的质量变化相同，其腐蚀深度却不一样，对此，应用腐蚀深度来表示更为合适。
应当指出，重量法也有其局限和不足。
首先，它只考虑均匀腐蚀的情况，而没有考虑局部腐蚀的情况。
其次，对于失重法很难将腐蚀产物完全除去，如果用重量法测定其腐蚀速度，肯定不能说明实际情况。
另外，失重法的实验周期较长，短则几小时，多则数年乃至数十年，对于重量法要想做出腐蚀速度(V 增)－时间（t ）曲线需要大量的样品和冗长的时间。
2、容量法对于伴随析氢或吸氧的腐蚀过程，通过测定一定时间内的析氢量或吸氧量来计算金属的腐蚀速度的方法即为容量法。
Stm m V 10-＝失Stm m V 02-＝增许多金属在酸性溶液中，某些电负性较强的金属在中性甚至于碱性溶液中都会发生氢去极化作用而遭到腐蚀，其中：阳极过程M→Mn++ne 阴极过程nH+ +ne→(n/2)H2↑在阳极上金属不断失去电子而溶解的同时，溶液中的氢离子与阴极上过剩的电子结合而析出氢气。
金属溶解的量和析氢出的量相当。
