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目录 1

第1章 概述 1

1．腐蚀电化学研究方法的特点 1

2．腐蚀电化学研究方法的类型 3

3．腐蚀电化学研究方法的发展 3

3.1 发展简史 3

3.2 发展趋势 5

第2章 金属腐蚀电化学测试的理论基础 6

1．腐蚀速度测定的电化学理论基础 6

1.1 腐蚀金属电极的腐蚀电位与腐蚀速度 6

1.2 腐蚀金属电极的动力学方程式 8

1.2.1 局部阴阳极反应电荷传递控制 8

1.2.2 浓差极化对局部阴极反应的影响 9

1.3 以速度方程式为基础的腐蚀速度测试方法的原理 10

1.3.1 微极化区测量——线性极化法 10

1.3.2 强极化区测量——Tafel外推法 12

1.3.3 弱极化区测量 13

1.3.4 已知Tafel常数的精确方法 14

2．电化学等效电路 15

2.1 电化学稳态与暂态 15

2.2 电极过程的等效电路 16

2.3 腐蚀电极的电化学等效电路 18

3.充电曲线方程式 19

3.1 恒电流充电曲线方程式 19

3.2 恒电位充电曲线方程式 22

1.1 运算放大器的组成 25

1．运算放大器 25

第3章 电化学的电子学 25

1.2 运算放大器的基本特性 26

1.2.1 跟随特性 26

1.2.2 输出－输入电压的关系 27

1.2.3 闭环输入电阻与输出电阻 28

1.3 运算放大器的基本电路 28

1.3.1 电压跟随器 28

1.3.2 比例器／倒相器 29

1.3.3 电流跟随器 30

1.3.4 加法器 30

1.3.5 积分器 32

1.3.6 微分器 33

2.1 恒电位原理 34

2．恒电位仪 34

2.2 恒电位仪的电路组成 36

2.3 恒电位仪电路中的几个问题 38

2.3.1 输入阻抗 38

2.3.2 欧姆降补偿 39

2.3.3 自腐蚀电位的自动跟踪 41

2.4 恒电位仪的性能指标及测试方法 42

2.4.1 漂移 42

2.4.2 负载特性 43

2.4.3 响应时间 43

2.4.4 容性负载允许范围 44

2.5 恒电位仪的典型使用方法 44

2.5.1 一般恒电位测量 44

2.5.2 一般恒电流测量 45

2.5.4 电偶电流测量 46

2.5.3 动电位及其他控制电位的暂态测试 46

2.6 双恒电位仪 47

3．运算放大器在电化学测试中的其他典型应用 49

3.1 恒电流电路 49

3.2 三角波－方波发生器 51

3.3 对数转换电路 52

4．数字式仪器 53

4.1 电化学仪器的数字化 53

4.2 微计算机在线测量 55

第4章 稳态及准稳态极化测量 59

1．电极电位的测量 59

1.1 电极电位测量的意义 59

1.2.1 参比电极的选择 60

1.2 电极电位测量中的几个问题 60

1.2.2 测试系统的阻抗匹配 62

1.2.3 溶液欧姆压降 62

1.3 电极电位的测量仪器 63

1.3.1 一般测量 63

1.3.2 自动测量 63

1.4 微区电位的测量 63

1.4.1 微参比电极 63

1.4.2 微区电位测量装置 65

1.4.3 微区电化学测量的应用 65

2．稳态极化的测量 66

2.1 稳态极化测量的分类 66

2.2.1 极化电路 69

2.2 测试系统 69

2.2.2 测量电解池和电极系统 70

3．慢速扫描方法 71

3.1 电位扫描方法简述 71

3.2 电位扫描方法测试电路 73

4．稳态与准稳态极化测量在腐蚀电化学研究中的应用 74

4.1 研究腐蚀机理 74

4.2 测定金属的腐蚀速率 75

4.3 判断添加剂的作用机理、评选缓蚀剂 75

4.4 金属钝态的研究 76

4.4.1 钝态形成的研究——发展耐蚀合金 76

4.4.2 钝态局部破坏的研究——小孔腐蚀 77

4.4.3 钝化膜性质的研究 77

4.5 研究局部腐蚀 78

4.6 电化学保护方面的应用 79

4.7 绘制实际体系的电位-pH图 79

第5章 电化学暂态技术 82

1．电化学暂态测试方法介绍 82

2．电位阶跃法 84

2.1 阶跃实验概述 84

2.2 电位阶跃法测定界面电容 86

2.2.1 界面电容测定的意义 86

2.2.2 界面电容的测定 87

3．电流阶跃法 88

3.1 电流阶跃方法的一般原理 88

3.2 电流阶跃法的应用 89

4.1 电位扫描法原理 90

4．电位扫描法 90

4.2 电位扫描方法的应用 93

4.3 小幅度循环伏安法 96

第6章 金属腐蚀速度的电化学测试技术 100

1．稳态测试方法 100

1.1 极化阻力技术 100

1.1.1 极化阻力方程式 100

1.1.2 方程式中的常数B 105

1.1.3 极化阻力Rp的实验技术 107

1.1.4 极化阻力技术的应用 113

1.2 弱极化区数据测定腐蚀速度 114

1.2.1 Barnartt三点法与二点法 115

1.2.2 四点法 118

1.2.3 计算机解析方法 120

2．暂态测试方法 124

2.1 暂态线性极化技术 124

2.2 充电曲线法 126

2.2.1 充电曲线法的基本原理 126

2.2.2 充电曲线的解析方法 127

2.2.3 充电曲线的实验测量 131

2.3 恒电量法 131

2.3.1 基本原理和关系式 132

2.3.2 测试方法与电路 135

2.3.3 数据处理与分析 136

3.1 微分极化电阻方法 139

3.1.1 方法原理 139

3．非线性测试方法 139

3.1.2 测试方法与电路 141

3.2 二次谐波方法 143

3.2.1 方法原理 143

3.2.2 测试方法与电路 145

3.3 法拉第整流方法 147

3.3.1 双电极法拉第整流法 147

3.3.2 三电极法拉第整流法 150

第7章 交流阻抗技术 154

1．电化学阻抗测试的理论基础 154

1.1 基本知识 154

1.1.1 阻抗的概念 154

1.1.2 交流阻抗的复数表示 156

1.2 电化学等效电路及阻抗图谱 157

1.3 不同腐蚀体系的复数平面图 162

1.3.1 电荷传递控制体系 162

1.3.2 扩散控制体系 163

1.3.3 含有吸附型阻抗的体系 164

1.3.4 其他腐蚀过程的阻抗 165

1.4 阻抗数据的处理与分析 167

2．交流阻抗的测试技术 168

2.1 电化学阻抗测试的特点 168

2.2 测试系统 169

2.3 测试电路 170

2.3.1 经典恒电流电路 170

2.3.2 恒电位电路 171

2.3.3 改进的双电极测试电路 171

2.3.4 交流伏安法测试电路 171

2.4 阻抗测试方法 172

2.4.1 直接测量方法 173

2.4.2 相关技术 174

2.4.3 锁相技术 176

2.4.4 时间域测量 177

第8章 特殊腐蚀过程的电化学测试方法 180

1．钝化膜生成及还原的电化学方法 180

1.1 Flade（弗莱德）电位的测定 180

1.2 恒电流瞬态响应研究钝化膜特性 181

1.2.1 基本原理 181

1.2.2 测试方法 183

1.2.3 钝态金属界面电容的测定与分析 184

1.3 用恒电流－恒电位瞬态方法研究钝化膜的性能 185

2.1.1 基本原理 187

2.1 孔蚀特征电位的测定 187

2．孔蚀研究的电化学方法 187

2.1.2 测试方法 188

2.2 孔蚀诱导期的测定 191

3.2.1 电偶电流测量应用概述 191

3．电偶腐蚀的电化学测试方法 193

3.1 电偶电流的测定 193

3.1.1 电偶腐蚀体系的动力学方程式 193

3.1.2 电偶电流的测试方法与仪器 195

3.2 电偶电流测量的应用 197

3.2.2 闭塞电池方法 197

4．电化学氢渗透法 198

4.1 基本原理 199

4.2 渗氢量的测定 200

4.3 测试系统与测试电路 202

1．旋转电极 204

1.1 旋转圆盘电极 204

1.1.1 层流条件下旋转圆盘电极的流体动力学 204

第9章 腐蚀电化学的其他研究方法 204

1.1.2 旋转圆盘电极的电化学动力学方程式 206

1.1.3 圆盘电极的制备与测试系统 207

1.1.4 RDE在腐蚀研究中的应用 208

1.2 旋转圆盘－圆环电极 209

1.2.1 环盘电极的结构及制备 209

1.2.2 环盘电极的对流扩散方程与捕集系数 209

1.2.3 测试系统与测试电路 212

1.2.4 RRDE在腐蚀研究中的应用 213

1.3 其他旋转电极 213

2.1 噪声谱的分析原理 215

2．电化学噪声 215

2.2 电化学噪声的测量 217

2.3 电化学噪声研究的意义 219

3．光电化学方法 220

3.1 理论基础 220

3.1.1 概述 220

3.1.2 光电流的波长相依性 222

3.1.3 光电流的电位相依性 223

3.2 光电流测试系统 224

4．电化学调制光谱 225

4.1 基本原理 225

4.2 测试系统 227

参考文献 228