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穩態和準穩態極化曲線測量技術
日期：2020-12-11瀏覽：2246次
測量系統由極化電源、電流與電位檢測器、電解池與電極系統等組成，其中的電極系統包括工作電極（WE，即被測量的金屬試樣，也稱研究電極或試驗電極）、輔助電極（AE，也稱對電極，CE）和參比電極（RE），簡稱三電極系統。基本的極化電源是恒電位儀，具有自動控制電位、響應迅速、精度高等特點，還可方便地改接成恒電流儀。通常，恒電位儀上有電流和電位指示，不需要另外采用電流和電位檢測裝置。圖6.1-13（ASTM G5-94）為恒電位陽極極化測試線路示意圖。
研究電極可有各種形狀、尺寸和配置。對研究電極的主要要求是：
1）電極的工作表面應光潔、無污垢、無氧化皮；
2）有確定的暴露表面積，以便于計算電流密度；
3）研究電極的形狀及其在電解池中的配置應有利于電極表面電力線分布均勻；
4）研究電極與外導線要有良好的電接觸。
在極化曲線測量中，為方便電流強度與電流密度的換算，在可能的情況下，研究電極暴露面積常取1cm2。為此，需要對電極作封樣處理。封樣處理時應避免產生縫隙，否則將嚴重干擾試驗結果。有多種封樣的方法，實驗室中常用的有蠟封、環氧樹脂或涂料涂封；還可采用熱固性或熱塑性材料鑲嵌（或澆鑄）試樣，也有用聚四氟乙烯夾具壓緊研究電極的非工作表面。
輔助電極是極化曲線測量中與研究電極構成電流通路的電極。對輔助電極的主要要求是：
1）輔助電極不能與電解質溶液發生反應，因此通常由惰性材料如石墨和鉑組成，有時也可采用鎳電極或鉛電極；
2）輔助電極的面積》研究電極，其形狀或配置應有利于電解池中的電力線均勻分布。常用的形狀有層狀、網狀、環形和圓筒形，根據實驗需要也可同時放置幾個輔助電極；
3）輔助電極應是不極化或難極化電極，否則將影響測試結果。
參比電極在電極電位測量一節中已經介紹，這里不再重復。
以上三種電極要固定在充滿電解質溶液的試驗容器中，這種容器稱為電解池。設計和安裝電解池時應考慮以下因素：
1）電解池應合理布置各項接口，除了設置三電極系統的研究電極、輔助電極和參比電極，還要考慮氣體進出口、溫度測量等：
2）電解池的結構形式應能使研究電極表面的電力線分布均勻；
3）魯金毛細管的位置應是可靠的、能調整的，并能盡量靠近研究電極表面以減少溶液歐姆壓降對極化曲線測量的影響，但又不產生屏蔽作用；
4）電解池應有適當的容量，以保證一定的研究電極面積與電解質溶液量的比例。一般要求每1cm2研究電極面積至少應有50mL以上的電解質溶液。
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