1/1吳曉光-恒電流法測定陰極極化曲線-經管營銷

論文

恒電流法測定陰極極化曲線

一、試驗目的：

1．把握恒電流法測定陰極極化曲線的基本原理和方法；

2．運用極化曲線初步判定實施陰極愛護的可能性；

3．把握高阻抗電壓表的使用方法，正確進行攪拌操作。

二、基本原理：

對于構成腐蝕體系的金屬電極，在外加電流的作用下，陰極的電位偏離其自腐蝕電位向

負的方向移動，這種現象稱為陰極極化。電極上通過的電流密度越大，電極電位偏離的程度

也越大。掌握外加電流密度，使其由小到大漸漸增加，便可測得一系列對應于各電流值的電

位值。做陰極電位與電流密度的關系曲線，即為恒電流陰極極化曲線。陰極極化曲線的示意

圖如下圖。

0I電流，微安

陰極極化曲線

極化曲線ABCD明顯的分為三段。當外加陰極電流由I0增加到IB時，由于陰極處于極

化的過渡區，電位由φA緩慢的向負的方向移動到φB，其電位變化不大（AB段）。當外加

的陰極電流連續增大到IC時，雖然電流變化不大，電位向負方向移動的幅度卻很大。此時

陰極上積累了大量的電子，陰極極化加強，金屬得到愛護（BC段）。最小愛護電流在IB與

IC之間，最小愛護電位在φB到φC之間。當外加陰極電流連續增加時，陰極電位仍舊負移，

但幅度變小（CD段），由于此時陰極上增加了氫去極化過程，消耗部分電子。當電位變到

φD時，氫去極化加劇，陰極上大量放氫。

對于氧去極化掌握的腐蝕體系，附加攪拌將使溶液的流淌速度加快，促進氧的集中，氧

的去極化腐蝕加劇，因此在相同的極化電位下，極化電流相應增加。

三、儀器藥品及試驗裝置

高阻抗電壓表一臺

毫安表一個

電阻箱和滑線電阻各一個

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整流器、穩壓器各一個

飽和甘汞電極、鉑電極各一個

飽和氯化鉀鹽橋一個

攪拌裝置一套

碳鋼試件二個

試件固定夾具一套

氯化鈉水溶液（3%）或鹽水800毫升

電解池（1000毫升）一個

鐵夾、鐵架若干

試件表面處理用品公用

下圖為測試裝置的線路圖。

四、操作步驟：

1.把已加工到肯定光滑度的試件用細砂紙再行打磨光亮，測量其尺寸，安裝到夾具上，

分別用丙酮和乙醇擦洗脫脂。

2.根據圖所示接好線路，在電解池中注入3%氯化鈉水溶液，裝上試件，引出導線。

先不接通電源。

3.用高阻抗電壓表測定碳鋼在3%氯化鈉中水溶液的自腐蝕電位（一般在幾分鐘至三十

分鐘內可取得穩定值）。若在較長時間以后還不穩定，可以通以小的陰極電流(50μA/cm2左

右）活化1-2分鐘，切斷電源后重新測定。電位在幾毫伏內波動可視為穩定，記錄該值。

4.確定適當的極化度。接通電源，對討論電極施加小的單位電流dI，測定相應的電位

變化值dφ，則dφ/dI為極化度。極化度過大，所測定的數據間隔太大，難于測到極化曲線

拐點的數值；極化度過小，測定速度太慢。因此應依據極化曲線的特點，選取適當的極化度；

在同一曲線的不同線段，極化度也可不同。

5.進行無攪拌極化測量。調整可調電阻以減小電阻，使極化電流達肯定值，在2—3分

鐘后讀取相應的電位值。據此，每隔2—3分鐘調整一次電流，登記對應的電流、電位值，記入表中。直到通入陰極電流較大，而電位變化緩慢時為止（相當于圖中D點以上）。觀看

并記錄在陰極表面開頭析出氫氣泡時的電位。

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6.測試開頭，電流變化幅度要小（每次變化10毫伏左右），在B點以后加大電流變化

幅度，以便在較短時間內取得完整的曲線。

7.根據步驟3、4測定加攪拌條件下的陰極極化曲線。

8.切斷電源，把變阻器的電阻調至最大，取出電極進行處理。

五、數據記錄:

試件材質______尺寸______暴露面積_______介質成分______介質溫度_______

參比電極_______幫助電極__________自腐蝕電位______

六、結果處理:

在同一張直角坐標紙上或者利用計算機繪出無攪拌和加攪拌條件下的－I陰極極

化曲線；運用極化曲線初步判定施行陰極愛護的可能性；估量出愛護電流密度和愛護電

位的大致范圍。

七、思索與爭論:

1．攪拌對陰極極化曲線有什么影響？為什么？

2．陰極愛護中的兩個愛護參數，哪個起打算作用？為什么？

3．如何合理選定陰極愛護的愛護電位？

參考資料：

1.氫去極化腐蝕：以氫離子還原反應為陰極過程的腐蝕，稱為氫去極化腐蝕。

2.氧去極化腐蝕：又稱吸氧腐蝕。在中性和堿性溶液中，由于氫離子的濃度較小，析

氫反應的電位較負，一般金屬腐蝕過程的陰極反應往往不是析氫反應，而是溶解在溶液中的

氧的還原反應。此時作為腐蝕去極化劑的是氧分子，故這類腐蝕稱為氧去極化腐蝕。

3.陰極愛護電位：陰極愛護時使腐蝕微電池作用被迫停止所需要的陰極電位。

當被愛護金屬表面的電位被陰極極化到全部微陽極中最負的電位值或再稍負一些時，金

屬表面即可達到同等電位，腐蝕微電池作用被迫停止，金屬腐蝕亦被