极化曲线的测定与分析主讲教师:一、实验目的1．掌握恒电位法测定阳极极化曲线的原理和
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。2．通过阳极极化曲线的测定，判定实施阳极保护的可能性，初步选取阳极保护的技术参数。3．掌握恒电位仪的使用方法。二、实验原理阳极电位和电流的关系曲线叫做阳极极化曲线。为了判定金属在电解质溶液中采取阳极保护的可能性，选择阳极保护的3个主要技术参数—致钝电流密度、维钝电流密度和钝化区的电位范围，需要测定阳极极化曲线。阳极极化曲线可以用恒电位法和恒电流法测定。图1是一条较典型的阳极极化曲线。曲线ABCDE是恒电位法（即维持电位恒定，测定相对应的电流值）测得的阳极极化曲线。当电位从A逐渐正向移动到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
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面上生成了一层高电阻耐腐蚀的钝化膜，钝化开始发生。人为控制电位的增高，电流逐渐衰减到C。在C点之后，电位若继续增高，由于金属完全进入图1可钝化金属的阳极极化曲线钝态，电流维持在一个基本不变的很小的值——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点的范围叫活化区，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点的电流密度叫致钝电流密度ipp，对应于C点或D点的电流密度叫维钝电流密度ip。若把金属作为阳极，通过致钝电流使之钝化，再用维钝电流去保护其表面的钝化膜，可使金属的腐蚀速度大大降低，这是阳极保护原理。用恒电流法测不出上述曲线的BCDE段。在金属受到阳极极化时，其表面发生了复杂的变化，电极电位成为电流密度的多值函数，因此当电流增加到B点时，电位即由B点跃增到E点，金属进入了过钝化状态，反映不出金属进入钝化区的情况。由此可见，只有用恒电位法才能测量出完整的阳极极化曲线。本实验采用恒电位仪逐点恒定阳极电位，同时测定对应的电流值，并在半对数坐标系上绘成曲线，即为恒电位阳极极化曲线。反之，用恒电位仪中的恒电流档逐点恒定电流值，测定对应的阳极电位，在半对数坐标系上绘成曲线，即为恒电流阳极极化曲线。三、实验设备及材料MCP－1型恒电位仪，电吹风，饱和甘汞电极，铂电极，氨水（20％）800ml，盐桥（如饱和氯化钾溶液），试件固定夹具，电解池（1000ml），铁夹，铁架，游标卡尺，金相试样磨光机，碳钢试件（如φ8×20）。四、实验步骤与方法1．将加工到一定粗糙度的试件依次用400、600及800号水磨砂纸打磨，用游标卡尺测量试件的尺寸，把试件安装在夹具上分别用丙酮和乙醇脱除表面的油脂，用电吹风吹干待用。2．按图2接好测试线路，检查各接头是否正确，盐桥是否导通。3．测量碳钢在氨水中的自腐蚀电位（相对于饱和甘汞电极约为-0.8V)。若电位偏正，可先用很小的阴极电流(50μA/mm2左右）活化1～2min，再测定之。4．调节恒电位仪进行阳极极化。每隔2～3min调一次电位。在电流变化幅度较大的活化区和钝化过渡区，每次可调20mV左右；在电流变化幅度较小的钝化区每次可调50～100mV。记录下对应的电位与电流值，观察其变化规律及电极表面的现象。5．换一个新处理的碳钢试件进行恒电流极化测量。先测定其自腐蚀电位，再进行阳极极化，调定一个电流值，读取相应的电位值，调节幅度参照步骤4。五、实验报告要求1.将实验数据记录在表1中。如果由计算机控制恒电位仪，则直接在打印出的阳极极化曲线上确定各电流密度和电极电位值。2．在半对数坐标纸上作恒电位法和恒电流法测出的关系曲线。3．分析阳极极化曲线各线段和各拐点的意义。4．初步确定碳钢在氨水中进行阳极保护的3个基本参数。表1实验数据记录表现象电流强度电极电位时间/min图2实验装置示意图
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