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内蒙古毛团团

木虫 (小有名气)

[求助] 极化曲线结果和阻抗谱结果不一致怎么回事?

我对几种镁合金使用电化学工作站测得了材料对应的极化曲线和阻抗谱,并拟合了自腐蚀电流,按理说,自腐蚀电流越小,耐蚀性越好,其对应的阻抗谱的弧越大,可是现在的实验结果是自腐蚀电位小的那个材料,对应的阻抗谱弧反而小,这是怎么回事啊?
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Jackcd12

至尊木虫 (知名作家)

【答案】应助回帖

★ ★ ★
内蒙古毛团团: 金币+3, 有帮助 2013-04-13 15:41:07
从你的极化曲线定性看,1#自腐蚀电流是最大,但腐蚀电位最高。但从EIS看,1#的腐蚀阻抗最大,应该是最不容易腐蚀的。从你研究设计的目的看,阻抗谱应该比较符合你的预期。在下结论前,有先看看下面的内容:
1. 你做过平行样没有,一个样品的结果不能说明趋势和规律,一般至少需要3-5个平行样的试验结果才可以分析判断;
2. 你现在的极化实验属于强极化,对这种活泼金属来说,最好使用弱极化(线性极化电位范围:40mV内)。你也可以取40mV 内的极化数据拟合看看。
  注意:这种拟合人为影响很大,尽管做到标准一致。
3. 你看看弱极化方面的文章:
由弱极化曲线拟合估算腐蚀过程的电化学动力学参数
http://wenku.baidu.com/view/b0c1715277232f60ddcca1a9.html
http://wenku.baidu.com/view/56ed911252d380eb62946d8d.html
Themoreamanlearns,themoreheknowshisignorance!
4楼2013-04-12 23:02:52
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Jackcd12

至尊木虫 (知名作家)

【答案】应助回帖

★ ★
内蒙古毛团团: 金币+2, ★★★很有帮助, 太感谢了!! 2013-04-13 17:00:08
极化曲线的切线人为影响很大,因此,其算出的腐蚀电流的大小的可靠性就难说了,而且,他是用强极化的结果外延推导自然腐蚀下的情况,因此,你的极化曲线得到的腐蚀电流仅做为参考,而且,你还结合腐蚀电位分析。此外,根据阻抗谱,基本上说明1#的耐腐蚀性应该是最好的。
   至于2#阻抗谱出现的双圆弧,其实,1#也有出现的迹象。这里出现的第二个圆弧,以及它进入第四象限(感抗)都与表面对某种离子的特性吸附有关。
  1#的极化曲线中的电流减小而电位增大的现象,你要确信平行样也有类似行为,这中现象就是所谓的金属表面钝化的特征,至于其原因,你要根据你的样品中的成分是否有可能形成难溶性物质附着的金属表面来分析了。
Themoreamanlearns,themoreheknowshisignorance!
10楼2013-04-13 16:50:02
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Jackcd12

至尊木虫 (知名作家)

【答案】应助回帖

★ ★ ★
感谢参与,应助指数 +1
417491817: 金币+3, 鼓励虫虫多多交流!O(∩_∩)O~ 2013-04-12 13:47:52
这两种方法本身强度的重点就不一样,极化是用强烈极化的动态电极行为外推平衡状态的,切线拟合时因人而异引入人为误差的可能性极大;而阻抗谱则是在电极处于稳定平衡状态的测试的,因此,EIS结果更能表征电极在静态平衡时的行为。
  此外,Mg-alloy这类活泼材料,在NaCl本身就不稳定,经过强烈极化后更活泼,因此,你的极化电位不应该太大,而且,切线时要认真,其实,很难准确做,因此,这里的数据不一定准确可靠。EIS时,需要开路电位稳定时再测试,而且,频率不能太大,因为电极在低频下电极电位不可能还是保持在最初的开路电位水平。
  最阻抗谱要拟合后才能很好的比较。
Themoreamanlearns,themoreheknowshisignorance!
2楼2013-04-12 11:55:42
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内蒙古毛团团

木虫 (小有名气)

引用回帖:
2楼: Originally posted by Jackcd12 at 2013-04-12 11:55:42
这两种方法本身强度的重点就不一样,极化是用强烈极化的动态电极行为外推平衡状态的,切线拟合时因人而异引入人为误差的可能性极大;而阻抗谱则是在电极处于稳定平衡状态的测试的,因此,EIS结果更能表征电极在静态 ...

谢谢您的回答~测得的计划曲线拟合电流电位时,我是使用corrview软件自动拟合的,不知道自动拟合是否也存在很大误差?EIS测试前,我测OCP1800个点,共计半小时,已确保开路电位稳定。电化学测试的溶液我选择的是pH=4.5的模拟体液,下面是测得的材料1、2和纯镁对比的极化曲线和EIS曲线,您能帮我分析下么?自腐蚀电流拟合结果是:1号42.23μA/cm2,2号11.88μA/cm2,纯镁13.52μA/cm2。

Graph1.jpg



Graph2.jpg

3楼2013-04-12 22:29:43
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内蒙古毛团团

木虫 (小有名气)

引用回帖:
4楼: Originally posted by Jackcd12 at 2013-04-12 23:02:52
从你的极化曲线定性看,1#自腐蚀电流是最大,但腐蚀电位最高。但从EIS看,1#的腐蚀阻抗最大,应该是最不容易腐蚀的。从你研究设计的目的看,阻抗谱应该比较符合你的预期。在下结论前,有先看看下面的内容:
1. 你做 ...

对于1#样品的极化曲线的阴极部分,与其他两个比较,斜率最大,即随电压升高,电流变化最小,而阳极部分,随着电压升高,电流增大的特别快,可以说是析氢反应慢,阳极反应加剧么?为什么会出现这样的现象呢?按理说,我预期的1#的耐蚀性最好,而且失重实验也可以证明这一点,可是极化曲线的阳极部分不知如何解释?平行样是三个,规律大体一致。
感谢您的回答,我会认真看看您推荐的相关文献的。
5楼2013-04-13 15:40:43
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Jackcd12

至尊木虫 (知名作家)

【答案】应助回帖

你观察还算认真的。1#的析氢过电位很大,这有利于提高自然腐蚀环境中的样品的耐腐蚀性能。阳极极化时的电流大,是因为外电路强制从样品中抽走电子,而且这个过程很容易进行,因为这时的样品表面没有什么产物可阻止/抑制样品表面的进一步溶解。可是,在自然腐蚀条件下,由于阴极析氢过电位很多,阳极的溶解就变得困难,从而表现出耐腐蚀性较强,就是EIS看到的结果。如果有失重数据支持的话,那就更好。
Themoreamanlearns,themoreheknowshisignorance!
6楼2013-04-13 15:57:08
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内蒙古毛团团

木虫 (小有名气)

引用回帖:
4楼: Originally posted by Jackcd12 at 2013-04-12 23:02:52
从你的极化曲线定性看,1#自腐蚀电流是最大,但腐蚀电位最高。但从EIS看,1#的腐蚀阻抗最大,应该是最不容易腐蚀的。从你研究设计的目的看,阻抗谱应该比较符合你的预期。在下结论前,有先看看下面的内容:
1. 你做 ...

还有就是,2#和纯镁相比,自腐蚀电流小,但是阻抗谱中的弧大,这是为什么呢?是因为极化曲线受到干扰么?
此外我还在NaCl中做了这三种材料的极化曲线和阻抗谱,从极化曲线图中对比来看貌似是1#的腐蚀电流最小,但是拟合电流大小分别为1#43.38μA/cm2,2#203.21μA/cm2,pure Mg20.41μA/cm2。曲线有些诡异,如下
7楼2013-04-13 16:13:20
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内蒙古毛团团

木虫 (小有名气)

引用回帖:
6楼: Originally posted by Jackcd12 at 2013-04-13 15:57:08
你观察还算认真的。1#的析氢过电位很大,这有利于提高自然腐蚀环境中的样品的耐腐蚀性能。阳极极化时的电流大,是因为外电路强制从样品中抽走电子,而且这个过程很容易进行,因为这时的样品表面没有什么产物可阻止/ ...

这是0.9%Nacl溶液中测得的极化曲线和阻抗谱图。有几个问题:
1、1#阳极区出现折角,有一个随电压升高,电流减小的过程,是由于表面产生钝化膜造成的么?可是不知道为何这种耐蚀性很好的材料在NaCl溶液中怎么会产生钝化膜?1#也是一种镁合金,一般镁合金在含有Cl离子环境中不应该存在这样的现象呀,还是说,这个折角的产生还有其他原因?
2为什么从曲线中看到的腐蚀电流是1#最小,2#最大,可是拟合结果却恰恰相反,2#拟合的自腐蚀电流大的离谱,是拟合过程中出现错误了么?还有其他拟合方法么?

Graph3.jpg



Graph4.jpg

8楼2013-04-13 16:24:42
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内蒙古毛团团

木虫 (小有名气)

引用回帖:
6楼: Originally posted by Jackcd12 at 2013-04-13 15:57:08
你观察还算认真的。1#的析氢过电位很大,这有利于提高自然腐蚀环境中的样品的耐腐蚀性能。阳极极化时的电流大,是因为外电路强制从样品中抽走电子,而且这个过程很容易进行,因为这时的样品表面没有什么产物可阻止/ ...

2#出现双弧现象,有一部分在第一象限,是容抗弧吧?第四象限的一小段是感抗弧?该如何分析其耐蚀性呢?双弧现象说明了什么?
9楼2013-04-13 16:27:05
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