彎曲電極的阻抗測試

介紹

本篇應用報告涉及電化學阻抗譜（EIS），假設您已閱讀并理解應用報告“電化學阻抗譜原理”中的內容。

本篇應用報告的目的在于您不僅可以用Gamry電化學工作站測試電化學池中扁平電極的EIS，也可對沒有浸入液體介質的彎曲電極進行測試。

實驗

在以下條件下測試了彎曲的機械加工的鋼材（樣品）：

在兩電極體系中測試EIS，樣品作為工作電極和工作參比電極，石墨棒作為對電極和參比電極（見圖1）。

為了提供用于測試的離子路徑，將潮濕的紙巾放在樣品和石墨棒之間。將紙巾纏繞在石墨棒上并用O圈固定在合適的位置。紙巾要有足夠的厚度，以防石墨棒和樣品之間短路。紙巾中的溶液為1% KNO₃（質量濃度）溶液（見圖2）。

測試不同樣品，包括鈍化和非鈍化表面。通過不同的方法，對每一個鈍化樣品進行鈍化。所有測試都是由Gamry Reference 600+™和Framework™軟件進行。EIS采用控制電位擾動模式，直流設置開路電位。

圖1 整個EIS測試階段的金屬樣品（丁基橡膠塞頂部），石墨棒壓在樣品上

圖2 樣品測試區域的特寫圖片。用KNO₃溶液浸濕石墨棒末端的紙巾。用0圈固定紙巾的位置

 數據分析

使用Gamry Echem Analyst™軟件對數據進行分析。用圖3中的等效電路來擬合數據：

圖3 Echem Analyst™軟件中用于對EIS數據擬合的等效電路截屏

Y04和a5是常相位角系數和指數。Rp是極化電阻，Ru是未補償電阻。更多有關這些元器件的詳細信息，請參考我們的應用報告“電化學阻抗譜原理”。

圖4給出了擬合結果。

圖4 用圖3等效電路擬合的各個樣品的Rp值
誤差棒代表擬合誤差。檢測到大Rp值為10GΩ

極化電阻與腐蝕速率成反比。因此，較大的極化電阻意味著較低的腐蝕速率。

本篇應用報告的目的是如何測試表面彎曲的樣品或無法*浸入溶液的樣品。該方法強調對復雜、嚴格的EIS設置進行快速測試。因此，它具有幾個缺點，包括缺少用于隔離對電極電阻的標準參比電極。但是，在需要檢測阻抗變化的重復樣品上進行常規EIS測試時，某些用戶可能會覺得此方法很有用。