腐蝕電化學(xué)穩(wěn)態(tài)測(cè)量方法的比較

韓文荃

摘 要：本文利用電化學(xué)測(cè)試儀對(duì)A3鋼在硫酸溶液中腐蝕過(guò)程的電化學(xué)特征和動(dòng)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：A3鋼；腐蝕；方法；分析

中圖分類號(hào)：TG265 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 前言

線性極化法根據(jù)Stern-Geary方程式，活化極化控制腐蝕體系，線性極化電阻Rp與腐蝕速度成反比，即Rp越大，腐蝕速度越小。

采用電位掃描法測(cè)量金屬在腐蝕介質(zhì)中的穩(wěn)態(tài)陰、陽(yáng)極極化曲線，作φ～lgi圖確定強(qiáng)極化區(qū)內(nèi)陽(yáng)極和陰極Tafel直線的電位范圍，分別對(duì)陽(yáng)極和陰極Tafel直線進(jìn)行線性擬合，確定擬合直線的斜率。

動(dòng)電位掃描法在弱極化區(qū)測(cè)量穩(wěn)態(tài)極化曲線，運(yùn)用Corr View數(shù)據(jù)擬合中的Tafel法對(duì)所測(cè)極化曲線進(jìn)行非線性曲線擬合，并對(duì)所測(cè)極化曲線腐蝕電位附近的線性區(qū)進(jìn)行線性擬合來(lái)近似計(jì)算極化電阻Rp。

用上述方法研究A3鋼在0.5mol/L稀硫酸中的腐蝕動(dòng)力學(xué)參數(shù)，為A3鋼在酸性介質(zhì)中的應(yīng)用提供了理論參考。

2 結(jié)果與討論

2.1 三種測(cè)量的數(shù)據(jù)及處理

采用動(dòng)電位掃描測(cè)量極化曲線，分析得出Tafel直線法測(cè)量動(dòng)力學(xué)參數(shù)見(jiàn)表2。

數(shù)據(jù)分析得出電流掃描法的所測(cè)得的動(dòng)力學(xué)參數(shù)見(jiàn)表3。

通過(guò)動(dòng)電位掃描法利用所測(cè)極化曲線進(jìn)行非線性曲線，如圖1所示，數(shù)據(jù)分析得出弱極化法測(cè)量的動(dòng)力學(xué)參數(shù)見(jiàn)表4。

幾種測(cè)量方法中的腐蝕電位相差不多。說(shuō)明，不同的方法對(duì)腐蝕電位的測(cè)量不會(huì)造成嚴(yán)重的影響。

2.2 對(duì)三種穩(wěn)態(tài)測(cè)量方法的討論分析

線性極化法對(duì)腐蝕體系的干擾小、測(cè)量時(shí)間短、重現(xiàn)性好。且對(duì)腐蝕的變化響應(yīng)快，能夠獲得瞬間腐蝕速率。但線性極化電阻法本身不能判別緩蝕劑對(duì)陰、陽(yáng)極過(guò)程的抑制程度。此外，該法只適用于均勻腐蝕，不能提供局部腐蝕的信息。

測(cè)量金屬的極化曲線可以采用控制電位法或控制電流法，在測(cè)量金屬的陽(yáng)極鈍化曲線時(shí)必須采用控制電位法，對(duì)于活化極化控制的腐蝕體系的強(qiáng)極化測(cè)量時(shí)采用控制電流法時(shí)控制信號(hào)的微小偏差對(duì)響應(yīng)信號(hào)的影響較小。主要缺點(diǎn)是對(duì)腐蝕體系極化強(qiáng)、電極電勢(shì)偏離自腐蝕電勢(shì)較遠(yuǎn)，對(duì)腐蝕體系的干擾太大；由于極化到Tafel直線所需的電流較大，易引起電極表面的狀態(tài)、真實(shí)表面積和周圍介質(zhì)的顯著變化；在大電流作用下，可能使Tafel直線變短，也可能使本來(lái)彎曲的極化曲線部分變直，用外推法作圖時(shí)對(duì)測(cè)得的icorr帶來(lái)誤差。

弱極化區(qū)的測(cè)試，對(duì)金屬腐蝕的動(dòng)力學(xué)方程式未作任何近似處理，利用此方法測(cè)得的腐蝕速度的準(zhǔn)確度較高極化電位范圍也較為適中，因此理論上此法的腐蝕速度應(yīng)更接近腐蝕金屬電極的實(shí)際腐蝕情況。

3 結(jié)論

（1）線性極化法快速靈敏，適用于均勻腐蝕。

（2）Tafel直線法簡(jiǎn)單方便，但對(duì)擬合要求較高。

（3）弱極化法接近腐蝕的實(shí)際情況。

（4）對(duì)于不同的腐蝕體系和腐蝕情況，應(yīng)該參考資料和經(jīng)驗(yàn)確定合適的研究實(shí)驗(yàn)方法。掌握電化學(xué)原理發(fā)展起來(lái)的電化學(xué)測(cè)試技術(shù)的原理及應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)步，將有助于對(duì)腐性與防護(hù)技術(shù)的深入研究和開(kāi)發(fā)。

參考文獻(xiàn)

[1]聶立軍，譚澄宇. A3 鋼在硫酸溶液中的電化學(xué)腐蝕行為特征[J].腐蝕與防護(hù)，2005（10）.

[2]蔡榮秋，林整.用線性極化法研究碳鋼在幾種酸性介質(zhì)中的腐蝕行為[J].化學(xué)工程與裝備，2007：4-7.

[3] Chauhan L R， Gunasekaran G. Corrosion inhibition of mild steel by plant extract in dilute HCl medium [J]. Corrosion Science， 2007， 49（03）.

[4]朱日彰.金屬腐蝕學(xué)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1989：84.