阳极极化曲线的测定与分析市公开课一等奖省赛课微课金奖课件

极化曲线测定与分析

主讲教师:谭小平第1页一、试验目标

1.了解自腐蚀电位、致钝电位和维钝电位、过钝化电位以及致钝电流密度和维钝电流密度等概念；2.掌握恒电位法测定阳极极化曲线原理和方法；3.经过阳极极化曲线测定，判定实施阳极保护可能性，初步选取阳极保护技术参数；4.掌握IM6ex电化学工作站使用方法。第2页二、试验原理

将一个金属(电极)浸在电解液中，在金属与溶液之间就会形成电位，这种电位称为该金属在该溶液中电极电位。当有外加电流经过此电极时，其电极电位会发生改变，这种现象称为电极极化。假如电极为阳极，则电极电位将向正方向偏移，称为阳极极化；对于阴极，电极电位将向负方向偏移，称为阴极极化。电极电位随电流密度改变关系曲线称为极化曲线。为了判定金属在电解质溶液中采取阳极保护可能性，选择阳极保护3个主要技术参数—致钝电流密度、维钝电流密度和钝化区电位范围，需要测定阳极极化曲线。阳极极化曲线能够用恒电位法和恒电流法测定。图1是一条较经典阳极极化曲线。曲线ABCDE是恒电位法（即维持电位恒定，测定相对应电流值）测得阳极极化曲线。当电位从A逐步正向移动到B点时，电流也随之增加到B点，当电位过B点以后，电流反面急剧减小，这是因为在金属表面上生成了一层高电阻耐腐蚀钝化膜，钝化开始第3页

发生。人为控制电位增高，电流逐步衰减到C。在C点之后，电位若继续增高，因为金属完全进入图1可钝化金属阳极极化曲线

第4页

钝态，电流维持在一个基本不变很小值——维钝电流ip。当电位增高到D点以后，金属进入了过钝化状态，电流又重新增大。从A点到B点范围叫活化区，从B点到C点叫活化－钝化过渡区，从C点到D点叫钝化稳定区，过D点以后叫过钝化区。对应于B点电流密度叫致钝电流密度ipp，对应于C点或D点电流密度叫维钝电流密度ip。若把金属作为阳极，经过致钝电流使之钝化，再用维钝电流去保护其表面钝化膜，可使金属腐蚀速度大大降低，这是阳极保护原理。第5页用恒电流法测不出上述曲线BCDE段。在金属受到阳极极化时，其表面发生了复杂改变，电极电位成为电流密度多值函数，所以当电流增加到B点时，电位即由B点跃增到E点，金属进入了过钝化状态，反应不出金属进入钝化区情况。由此可见，只有用恒电位法才能测量出完整阳极极化曲线。本试验采取IM6ex电化学工作站测定碳钢试样在氨水阳极极化曲线。第6页三、试验设备及材料IM6ex电化学工作站，饱和甘汞电极，铂电极，硫酸溶液（10％），硫酸溶液（10％）+硫尿，盐桥+鲁金毛细管，试件固定夹具，电解池，金相试样磨光机，砂纸，碳钢、不锈钢试件（如10×10）。第7页四、试验步骤与方法

1．将加工到一定粗糙度试件依次用400、600

及800号水磨砂纸打磨，把试件安装在夹具上分别用丙酮和乙醇脱除表面油脂，用电吹风吹干待用。

2．按图2接好测试线路，检验各接头是否正确，盐桥是否导通。

3．设定试验参数：电压范围：-0.5v~2.0v，扫描

速度：5mv/s,电流量程：-500mA~500mA。第8页

4．采取IM6ex电化学工作站进行极化曲线测定；

5．数据处理，写好试验汇报。IM6ex电化学工作站使用方法见后。第9页五、试验汇报要求1.附上测试曲线，比较两种溶液中曲线异同并分析原因。2．分析阳极极化曲线各线段和各拐点意义。3．初步确定试样在硫酸中进行阳极保护3个基本参数。4．将试验结果统计在表1中。第10页图2试验装置示意图

辅助电极参比电极研究电极接线说明：红线夹头接辅助电极兰线夹头接参比电极黄黑双线接研究电极第11页表1试验数据统计表致钝电流

维钝电流

维钝电位范围第12页IM6ex电化学工作站使用方法接通电源，打开电源开关，开机进入Thales界面；单击E/I图标，然后选择电极连接方式；设定参数：扫描电位范围，扫描速率，电流量程等；单击开始即可保留数据，输出曲线图。第13页注意事项

1.电化学测量系统在使用过程中必须严格按照操作规程进行，电解池三支电极都必须良好接通，假如要更换或处理电极必须停顿外加电位。

2.采取三电极电解池，其中一支设计成鲁金毛细管，这是参比电极专用插口，工作电极必须尽可能靠近鲁金毛细管以减小溶液欧姆降对测量影响。

3.在电化学测量中，对电极（尤其是固体电极）要求甚严，必须按要求进行预处理，不然极难得到重现试验结果；严重时，甚至会歪曲试验结果。

4.在使用电化学工作站时，电流档应从高到低选择，不然试验数据会溢出。第14页思索题

1.什么叫恒电位法？什么叫恒电流法？测定可钝化金属阳极极化曲线时必须采取那种方法，为何？

2.