电化学交流阻抗谱(免费)

1、Work report万逸电化学交流阻抗谱1.电化学交流阻抗谱简介1. 1交流阻抗谱方法是一种以小振幅的正 弦波电位为扰动信号的电测量方法。优点：Yc 体系十扰小提供多角度的界面状态与过程的信息,便于 分析腐蚀缓蚀作用机理数据分析过程相对简单，结果可靠缺点：一4复杂的阻抗谱的解释1.2物理参数和等效电路元件1.2.1物理参数A溶液电阻（Rs）对电极和工作电极之间电解质 之间阻抗B双电层电容（CGC.极化阻抗（Rp） 工作电极与电解质之间电容当电位远离开路电位时时，导致电极 表面电流产生，电流受到反应动力学 和反应物扩散的控制。D.电荷转移电阻（RcP电化学反应动力学控制E扩散电阻（ZQ反应物从

2、溶液本体扩散到电 极反应界面的阻抗F界面电容（C）和常相角元件（CPE）G电感(L)通常每一个界面之间都会存 在一个电容。A.溶液电阻（Rs）B. 极化阻抗（Rp）C. 电荷转移电阻2.303侃+0J 皈)D.扩散电阻（Zw） Zw =七(1-j)E.界面电容（C）和常相角元件（CPE）cJ角A Z二（1/九）（妙7注意事项：1. Rp近似Rct+Zw,但不是完全的相等2极化阻抗通过计划曲线也可以得到（腐蚀 电位出切线的斜率）导纳1/RfjcoLY。（莎122 等效电路元件R阻抗C电容L电感W无限扩散阻抗0有限扩散阻抗Q常相角元件阻抗R1/ jcoC j(oL i/y。丽l/Yo(站1. 3等

3、效电路判断电容。阻抗等结构元件(A) 一个时间常数Nyquist 图realRsT旦1 KT 1Ret or Rp1000相位图大致表征几个 时间常数cdlRctNyquistZw(B)两个时间常数(-imagjj两个时间常数常见的两个时间常数的电路图CPEdl(C)三个时间常数RoxCPEox105-POE uuo ELIO Z3 寸 d time consta nt / corrosio nRs-slREWVSst time constant capacitance of sol-gel film-20ii101Q W 10 w1 1010 1CT 105frequency, Hz2-nd

4、 time constant capacitance of oxideCFEsgHI-Rss-8060CPEokIICPEdlRoxLjWArJRijnT-40 XCPEsg10,0常见的三个时间常数的电路图1.4.在腐蚀与防护中的应用(1)两个时间常数的模型金属腐蚀机制研究召R&本体腐蚀产物层Corrosion Science 50 (2008) 3569-3575Fig. 4. Equivalenc circuit tor rhe analysis of rhe impedance speccra for different anodized Al samplesfig. 6. SEM i

5、nuge of the cross section of 口 PT sample.研究不同镀层的钢材的腐蚀情况PVD FilmMild SteelPinholesHigh ccLow coFig. 7 IllustmlioiL of current distribution at high or low cj for PVD coated mild steel du ring EIS testing CPE-c -CZb-CPEsWER poreuzzMQJ-CPE-c t CPE-sCZhWE-n-W-(b)(a)CPE-O-WEREWEaFwTE(d)Fig. 6. Establishme

6、nt of ECs for (a) TiN/MS: (b) CrN/MS: (c) TiN/SS; and (d) CrN/SS systems.Corrosion Science 45 (2003) 1243-1256缓蚀剂缓蚀机制的研究防护层金属本体Applied Surface Science 252 (20()6) 4190-4197CPErOJI(b)(Eo Eraz.0.5M 5x1O,5，M Prra6x1054 Przw5x10 Prt020406080100120140 160 180Zrfficm2)Fig. 2. Nyquis-t plots of steel in 0.

7、5 M H2SO4 containing various, ronc-cnirations of pyrazinc compounds 24.研究头抱类抗生素的缓蚀作用0MSCHj-C-N% 0 S一 旨、。O N/mO-C-CH?C ONaii0Fig. 1. Chemical structure of cefairexyl.Corrosion Science 5() (2008) 436-4486040-10O OO*00000 0 0 * 0 oo00000。O 1M H2SO4 1mM cefairexyl-1012345log f (Hz)Fig. 5. Bode-phase dia

8、grams of lhe system: Fe/l M H2SO4 without and with l mM cefairexyl.(2)三个时间常数的模型(a)自修复膜腐蚀机制的研究Figure IL Scheme of the controllable release of the inhibitor fioin the nanocontainers and the smart self-healuie:* proc亡ss.ZrO：/SiO coatinsAl allovAdv. Mater. 2006,18,1672-1678Chem. Mater. 2007,19, 402-411A

9、dv. Funct. Mater. 2008,18, 3137-3147Rsolut保护膜钝化金属本体Figure Is. Equivalent circuit used for fitting the impedance spectra.R-soiut is the resistance of the solution; Rpor is the pore resistance of sol-gel f ilm. Cs is the capacitance of the sol-gel film. Rx is the pore resistance of llic mixed oxide la

10、yer; Cox is the capacitance of the oxide filiiK Rpoiar is (he polarization resistance; is the double layer capacitance金属腐蚀区钝化膜保护膜capacitance of oxideII i| i iiI I I 111 ii| I I ii mi J i I ii I i II ili|10d10 w1 102103104frequency, Hzi i i i i ii i|sco o o6 4 2 -4w1 -TOE CUOUUXZQ N cl- nu-102-10 1tf

11、2Figure 2s. Bode plots of AA2024 aluminum alloy coated with undoped sol-gel films after I()0 hours of immersion in ().5 M NaCI solutions.4_32 1-j- 10*1D1W110*时忖10*101. 保护膜电容区2. 保护膜阻抗区3 钝化膜电容区4 钝化膜阻抗区电容随着频率减少而增加阻抗不随频率而变化* J W V I V W v V W*Ww| V W (I W v . v V S VW V I . W 1 V w iiwWw|io-5 io1 w1 io1

12、 to1 1/ io4 io3frequency. HzFigure 4. Bode pbts -sf the .AAZ3Z4 slurninurn & tested with different so-ge： films after 4B h sf imtrersioH in 0.005 u NaC solution.is an irnpedstice module.保护膜层的阻抗变化 sol-gel + benzotriazole (0.13%) -sol-gel + benzotriazole (0.63%)105-10%tC 103-Dr6seri?Qirs.-sol-gtfCAlyT

13、- &ol-gel + Eenzotriazole 0.13%) 一 $olg$! + g畑oi伽(0 &3%|lima, hoursFigure 5. 2； Evolution of Al-Oi-oxide syer resistsnce with immer- SFan time in 0.305 m NeC! for e so -gEkostEd e by. b； Evolution af coct- ing resistwncE in 0.05 m NeCI *he defEtts were forrr ed sfter immersion of samples in 0.005 m

14、Nal for 14 days, in the case af the film impregnated with reservoirs, atidfar 1 dsyt in the esse ofthe undoped hybrid film.L邓 Z) 9o EJcpwi NesaJ 亠3 la ? contro 一 35 day fftcd duu?.亍 mod55QB6RXQSSsg爸吉-p*iMfr/*deg (卄%wLog a mxx-I2 A 一 gp.2 gsg -SQ 號 g y si datai-h RipH(QA)(g)03)Cotrosion Science 49 (2

15、007) 2159276psse / de勺I IL*（讦CN F阴恂FHJ翊(代1阪“|临 m不同阶段的SRB膜的AFM图IE下一步计划:无机纳V 微材料、有机聚J 电解质j多坏坏中掺朵N或者SSiO2MnO?TiO2ZrO2层状插层 核壳结构 多孔结构聚阴离子厂pH敏感聚阳离子光敏感智能感应聚合物V热敏感电化学敏感j特殊离子敏感动电位极化曲线2. 动电位极化曲线简介通过控制电极电位或者电流密度的值，测定相应的电流 密度或者电位的变化而得到的电极电位与电流密度的关 系曲线，被称为极化曲娱。厂 曲线上的特征电位值（自腐蚀电位，孔蚀电位等）可以比较金属的腐蚀特性优点V直接获得曲线的Tafel参数

16、直接计算缓蚀效率，研究缓蚀剂的作用机理缺点一J极化测量施加的电位会对腐蚀体系造成一定|的影响和干扰。（腐蚀电位Eg胡勺漂移）极化的分类阴阳极反应所需 的活化能较高（氧还原反应和释氢反应）电极界面的电化学反 应为控制步骤反应物扩散过程为控 制步骤电流通过电解质与电极界面所产生的欧姐皿位降阳极反应曲线氧扩散区释氧区过钝化区活性区(M-Mn+n e-)阴极反应曲线释氢区Tafel 区=baig Tafel 区E 0CM-0.2-0.30.000001线极区0.00001 0.0001 0 001 0.01 0.1Absolute Currentb bL 1a k2.303( b +

17、bL) Ra kpbabk ia线性极化区_ 2.303( b +bk)f极化曲线获取信息1. 腐蚀电位(Eco) 腐蚀电流(icorr)2. 获得Tmfel参数(阴极极化斜率S，阳极极 化斜率bQ3. 研究防腐蚀机理，可以知道是阳极机制剂、 阴极抑制剂或者是混合型抑制剂。4. 通过腐蚀电流可以计算腐蚀抑制效率(IE%=1 -i1Corr/i2corr)极化曲线在腐蚀与防护中应用Eo. 一 一1.5-1.0050.00.51.01 52.02.5铝合金在含有氯离子 的乙二醇硼酸溶液 中的腐蚀行为研究E / V (vs.A/AgCl)Fig. 5. Polarization curves of

18、rhe aluminum cabs in erhyeneglycol-borate solurion widi chloride i-onsi (2) Oppm. 2 ppm. (c) 5ppm.(dj 50ppm and (ej 1000 ppm.Table 3Electrochemical parameters of a node tabs as a function of chlori de-ion concentrationCleo nee nr ration?pprnbjVdec-1frJV dec-1SViJAcm-2003280.115-Q447B.50 x 10-114.20

19、x10s202320.113-Q4577.34 x W,a4.50 xI075QI 130.097-Q4679.27 x 10-,a2.44 x107500.0770.095-Q5051.08 x 101.71 x10310000.0430.0g7-Q5551.32 x 109.47 x105R. Xue et n/./Ccrrcsicn Science 50 (2DD8) 2779-2784qg 4.74橹-0.5 G4 -03-0.2-0.1(a)Potential/V vs. SSE1 1 JECJ一 AlMEap 4E电 nnp-0.4-0.0(b)Potential/V vs. SSEFig. 3. PolarisatiDn curves of C-30Ni in tte corrcsion test solution. n = UXX) rpm; (ai latbixiii： iweep; (b) anodic sweep; df = 2tl mV s*-.氨基苯醴在35%NqC冲铜 银合金的防腐蚀的研究缓蚀剂的存在改变了阳极钝化过程, 使铜鎳合金更加容易钝化，增加抗 腐蚀的性能。et 出EiEWackZig Acta 49 戸加钳 2777-277超疏水层状双轻基对