1/1吳曉光-恒電流法測定陰極極化曲線-經(jīng)管營銷

論文

恒電流法測定陰極極化曲線

一、試驗?zāi)康模?/p>

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(yùn)用極化曲線初步判定實施陰極愛護(hù)的可能性；

3．把握高阻抗電壓表的使用方法，正確進(jìn)行攪拌操作。

二、基本原理：

對于構(gòu)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(fù)的方向移動，這種現(xiàn)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(yīng)于各電流值的電

位值。做陰極電位與電流密度的關(guān)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(dāng)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(qū)，電位由φA緩慢的向負(fù)的方向移動到φB，其電位變化不大（AB段）。當(dāng)外加

的陰極電流連續(xù)增大到IC時，雖然電流變化不大，電位向負(fù)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(qiáng)，金屬得到愛護(hù)（BC段）。最小愛護(hù)電流在IB與

IC之間，最小愛護(hù)電位在φB到φC之間。當(dāng)外加陰極電流連續(xù)增加時，陰極電位仍舊負(fù)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(dāng)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(jìn)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(yīng)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(wěn)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(xì)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(jù)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(dǎo)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(nèi)可取得穩(wěn)定值）。若在較長時間以后還不穩(wěn)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(nèi)波動可視為穩(wěn)定，記錄該值。

4.確定適當(dāng)?shù)臉O化度。接通電源，對討論電極施加小的單位電流dI，測定相應(yīng)的電位

變化值dφ，則dφ/dI為極化度。極化度過大，所測定的數(shù)據(jù)間隔太大，難于測到極化曲線

拐點(diǎn)的數(shù)值；極化度過小，測定速度太慢。因此應(yīng)依據(jù)極化曲線的特點(diǎn)，選取適當(dāng)?shù)臉O化度；

在同一曲線的不同線段，極化度也可不同。

5.進(jìn)行無攪拌極化測量。調(diào)整可調(diào)電阻以減小電阻，使極化電流達(dá)肯定值，在2—3分

鐘后讀取相應(yīng)的電位值。據(jù)此，每隔2—3分鐘調(diào)整一次電流，登記對應(yīng)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(dāng)于圖中D點(diǎn)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(diǎn)以后加大電流變化

幅度，以便在較短時間內(nèi)取得完整的曲線。

7.根據(jù)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(diào)至最大，取出電極進(jìn)行處理。

五、數(shù)據(jù)記錄:

試件材質(zhì)______尺寸______暴露面積_______介質(zhì)成分______介質(zhì)溫度_______

參比電極_______幫助電極__________自腐蝕電位______

六、結(jié)果處理:

在同一張直角坐標(biāo)紙上或者利用計算機(jī)繪出無攪拌和加攪拌條件下的－I陰極極

化曲線；運(yùn)用極化曲線初步判定施行陰極愛護(hù)的可能性；估量出愛護(hù)電流密度和愛護(hù)電

位的大致范圍。

七、思索與爭論:

1．?dāng)嚢鑼﹃帢O極化曲線有什么影響？為什么？

2．陰極愛護(hù)中的兩個愛護(hù)參數(shù)，哪個起打算作用？為什么？

3．如何合理選定陰極愛護(hù)的愛護(hù)電位？

參考資料：

1.氫去極化腐蝕：以氫離子還原反應(yīng)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(yīng)的電位較負(fù)，一般金屬腐蝕過程的陰極反應(yīng)往往不是析氫反應(yīng)，而是溶解在溶液中的

氧的還原反應(yīng)。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(hù)電位：陰極愛護(hù)時使腐蝕微電池作用被迫停止所需要的陰極電位。

當(dāng)被愛護(hù)金屬表面的電位被陰極極化到全部微陽極中最負(fù)的電位值或再稍負(fù)一些時，金

屬表面即可達(dá)到同等電位，腐蝕微電池作用被迫停止，金屬腐蝕亦被