东华分析——Tafel极化法测试金属腐蚀速率介绍

     在使用金属的过程中，人们不仅关心它是否会发生腐蚀，更关心其腐蚀速度的大小（腐蚀速度表示单位时间内金属腐蚀的程度）。迄今为止，普遍应用的测试腐蚀速度的方法仍然是经典的失重法，失重法的优点是准确可靠，但由于实验周期长，需要做多组平行实验并且操作麻烦，所以满足不了快速的要求。电化学方法的优点是快速简便并有可能用于现场监控。

     塔菲尔(Tafel)曲线是用来测定金属腐蚀速率的常用方法之一，塔菲尔公式是塔菲尔于1905年提出的经验公式，其数学表达式为：

η=a+b*lg|i|

     式中η为过电势；i为电流密度；a、b为常数。常数a为电流密度i等于1 A/cm²时的超电势值(过电位值)，它的大小和电极材料的性质、电极表面状态、溶液组成及温度等因素有关，根据a值的大小，可以比较不同电极体系中进行电子转移步骤的难易程度。常数b主要与温度有关，对大多数金属而言，常温下b的数值约为0.116 V。

     DH7000系列电化学工作站Tafel极化法测试是以E为纵坐标，lg|i|为横坐标作图，其中E为施加电压，i为电流。在强极化区，阳极极化曲线与阴极极化曲线的直线部分（Tafel直线）外推到交点，该点对应的电流即为金属腐蚀达到稳定状态的电流，即是该金属的腐蚀电流i_corr。

二、 实验进行

1．工作电极的准备

按照下图制备工作电极：

本实验采用的金属试样材料为不锈钢，在使用前需进行金属试件和铜丝(杆)端的打磨。

2．电解液的配置

配置250mL3.5%浓度的NaCl溶液。

3．电极装置的设计

铂片作为对电极(辅助电极)，饱和甘汞电极作为参比电极；

4．进行实验

(1)   将仪器和软件连接；

(2)   点击【新实验】，选择技术操作(电分析技术)模块的【开路电位】实验，进入实验参数设置界面，设置个较长的持续时间，点击【开始】进行实验，待得到的开路电位趋于平稳(即测出来是平行于X轴的波动很小的线)，代表体系已处于稳定状态，即可进行Tafel极化法的测试；

(3)   点击【新实验】，选择技术操作(腐蚀技术)模块的【Tafel极化法】实验，进入实验参数设置界面，设置最初电位为-0.25V，最终电位为0.25V，阶跃高度为0.1mV，阶跃时间为0.1s，点击【开始】进行实验。

(4)   实验结果

(5）   数据分析

①按住ctrl键和鼠标左键，选中强极化区趋向于线性的一段，点击(Tafel拟合)，出现下图：

在【实验方法】里输入工作电极即不锈钢的面积、密度及当量，软件即可自动计算出腐蚀速率。（以上实验数据仅作为演示功能用，实验数据与不锈钢表面状况有关）