电 极 过 程 动 力 学 实 验 报 告 BEIJING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 北 京 理 工 大 学 电 极 过 程 动 力 学 实 验 报 告 姓 名 班 级 学 号 实 验 日 期 年 月 日 指 导 教 师 同 组 姓 名 成 绩 实 验 名 称 线 性 极 化 技 术 测 量 金 属 腐 蚀 速 度 一 、 实 验 目 的 1.了解线性极化法测定金属腐蚀速度的原理和方法; 2.掌握电位扫描法测定塔菲尔曲线; 3.应用塔菲尔曲线计算极化电阻、斜率和腐蚀电流; 4.应用stern 公式计算腐蚀速度。 二 、 实 验 原 理 以测量铁在硫酸溶液中的腐蚀为例。 从电化学的基础理论可知,当铁在硫酸溶液中时,一定发生两个反应过程: 阳极过程:Fe-2e-=Fe2+ 阴极过程:2H+ +2e-=H2 ↑ 如果外电路无电流流过时,铁的阳极溶解速度与表面氢的逸出速度相等,该速度就是铁的腐蚀速度,用电流密度i腐表示,此时铁的电位即是腐蚀电位φ腐。 i腐和φ腐可以通过测定铁在硫酸中的阴极和阳极的Tafel 曲线,并将两条曲线的直线段外延相交求得,交点所对应的电流是i腐,电位是φ腐。图 1 是铁在硫酸中的阴极和阳极的Tafel 曲线示意图。 电 极 过 程 动 力 学 实 验 报 告 BEIJING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 图1 铁在硫酸中的阴极和阳极的Tafel 曲线示意图 上述方法在实际应用时,有时两条曲线的外延线交点不准确,给精确测量带来很大的误差。所以本实验采用线性极化法测定腐蚀速度。 线性极化的含意就是指在腐蚀电位附近,当Δφ ≤ 10mV 时,极化电流 i与极化电位Δφ之间存在着线性规律。对于由电化学步骤控制的腐蚀体系,存在下列关系式: 该公式即是线性极化法的Stern 公式: 式中:i/Δ φ的倒数称为极化电阻 Rr=Δφ/i ba 和bk 分别为阳极和阴极的Tafel 常数,即是两条外延直线的斜率。 根据上述的基本原理,测量腐蚀体系的极化电阻 Rr 和Tafel 曲线的ba 和bk,用Stern 公式,即可求出腐蚀速度i腐。 )(3 0 3.2kakabbbbii腐 电 极 过 程 动 力 学 实 验 报 告 BEIJING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 三 、 实 验 装 置 1. 计算机一台 2.电化学分析仪(CHI604e)一台 3.电解池1 个 4.辅助电极(铂片电极)1 片 5.参比电极(氧化汞电极、甘汞电极)2 个 6.研究电极(1cm2 低碳钢片一面用环氧树脂...