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电化学实操--金属腐蚀速率测试及数据分析
更新时间:2021-08-30   点击次数:9320次
本文主要介绍用Zahner电化学工作站测试极化曲线的方法和参数设置,以及用Zahner Analysis分析软件得到腐蚀速率的两种方法。

一、测试方法和参数设置

Zahner电化学工作站测试极化曲线或Tafel曲线,一般选用Dynamic Scan方法。在Methods列表找到Current Voltage Curves (Dynamic Scan),如下图:

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电压参数:
从上到下,有4项电压参数,通常只用前两项,如需循环极化测试,可以用后两项电压参数。第3项电压数值等于第2项时,会变成空白,表示只用前两项。
absolute value和relative to OCP
absolute value表示当前电压参数相对于参比电极。
relative to OCP表示当前电压参数相对于开路电位。
当后两项电压参数是空白时,voltage reference的设置也应当与第2项一致。也就是说,第2项选择relative to OCP后两项也选择这个。
其它参数
current range电流量程,此方法允许用大电流量程测量较小的电流,如果测的电流较小,无需特意设置更小的量程。可以用±1A的电流量程。
voltage resolution电压分辨率也就是取样间隔,建议设置为 1~10 mV,不建议取太多点。
scan rate扫描速率,腐蚀体系的测量,通常小于10 mV/s

ohmic drop resistance补偿溶液电阻,可直接输入补偿数值;或输入 星号)自动补偿。大多数情况无需补偿,保持空白即可。


二、数据分析:用Zahner Analysis分析软件得到腐蚀速率


方法1:Tafel Slope Analyesis


在顶部工具栏点击 2.jpg按钮,打开分析设置界面。如下图:



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这是经典的Tafel分析方法。
点击Set按钮,选择四个位置,应当包括两个线性区域(图1)。选中Corrosion Rate,输入面积、密度和当量,点击Calculate即可得到计算结果(图2


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方法2:Butler-Volmer functiion


     由于多数腐蚀体系的极化曲线没有足够的线性区域,人为选择的影响较大,用经典的Tafel分析方法则不一定合适。Zahner Analysis分析软件提供了Butler-Volmer方程拟合极化曲线,这个方法的优点是不需要特别明显的线性区域。

     在顶部工具栏点击6.jpg按钮,打开分析设置界面。如下图:


7.jpg


点击set按钮,选择需要拟合的范围(图3)。切换到Corrosion Rate,输入面积、密度和当

量,点击Butler-Volmer Fit即可得到计算结果(图4)。

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9.jpg

备注:以上两个分析方法也支持LSV测得的数据分析。

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