彎曲電極的阻抗測(cè)試

介紹

本篇應(yīng)用報(bào)告涉及電化學(xué)阻抗譜（EIS），假設(shè)您已閱讀并理解應(yīng)用報(bào)告“電化學(xué)阻抗譜原理”中的內(nèi)容。

本篇應(yīng)用報(bào)告的目的在于您不僅可以用Gamry電化學(xué)工作站測(cè)試電化學(xué)池中扁平電極的EIS，也可對(duì)沒有浸入液體介質(zhì)的彎曲電極進(jìn)行測(cè)試。

實(shí)驗(yàn)

在以下條件下測(cè)試了彎曲的機(jī)械加工的鋼材（樣品）：

在兩電極體系中測(cè)試EIS，樣品作為工作電極和工作參比電極，石墨棒作為對(duì)電極和參比電極（見圖1）。

為了提供用于測(cè)試的離子路徑，將潮濕的紙巾放在樣品和石墨棒之間。將紙巾纏繞在石墨棒上并用O圈固定在合適的位置。紙巾要有足夠的厚度，以防石墨棒和樣品之間短路。紙巾中的溶液為1% KNO₃（質(zhì)量濃度）溶液（見圖2）。

測(cè)試不同樣品，包括鈍化和非鈍化表面。通過不同的方法，對(duì)每一個(gè)鈍化樣品進(jìn)行鈍化。所有測(cè)試都是由Gamry Reference 600+™和Framework™軟件進(jìn)行。EIS采用控制電位擾動(dòng)模式，直流設(shè)置開路電位。

圖1 整個(gè)EIS測(cè)試階段的金屬樣品（丁基橡膠塞頂部），石墨棒壓在樣品上

圖2 樣品測(cè)試區(qū)域的特寫圖片。用KNO₃溶液浸濕石墨棒末端的紙巾。用0圈固定紙巾的位置

 數(shù)據(jù)分析

使用Gamry Echem Analyst™軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。用圖3中的等效電路來擬合數(shù)據(jù)：

圖3 Echem Analyst™軟件中用于對(duì)EIS數(shù)據(jù)擬合的等效電路截屏

Y04和a5是常相位角系數(shù)和指數(shù)。Rp是極化電阻，Ru是未補(bǔ)償電阻。更多有關(guān)這些元器件的詳細(xì)信息，請(qǐng)參考我們的應(yīng)用報(bào)告“電化學(xué)阻抗譜原理”。

圖4給出了擬合結(jié)果。

圖4 用圖3等效電路擬合的各個(gè)樣品的Rp值
誤差棒代表擬合誤差。檢測(cè)到大Rp值為10GΩ

極化電阻與腐蝕速率成反比。因此，較大的極化電阻意味著較低的腐蝕速率。

本篇應(yīng)用報(bào)告的目的是如何測(cè)試表面彎曲的樣品或無法*浸入溶液的樣品。該方法強(qiáng)調(diào)對(duì)復(fù)雜、嚴(yán)格的EIS設(shè)置進(jìn)行快速測(cè)試。因此，它具有幾個(gè)缺點(diǎn)，包括缺少用于隔離對(duì)電極電阻的標(biāo)準(zhǔn)參比電極。但是，在需要檢測(cè)阻抗變化的重復(fù)樣品上進(jìn)行常規(guī)EIS測(cè)試時(shí)，某些用戶可能會(huì)覺得此方法很有用。