耐候性試驗
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18566398802在使用金屬的過程中,人們不僅關心它是否會發(fā)生腐蝕(熱力學可能性),更關心其腐蝕速度的大小(動力學問題)。腐蝕速度表示單位時間內金屬腐蝕的程度。迄今為止,普遍應用的測定腐蝕速度方法仍然是經典的失重法。失重法的優(yōu)點是準確可靠,但由于實驗周期長,需要做多組平行實驗并且操作麻煩,所以滿足不了快速的要求。電化學方法的優(yōu)點是快速簡便并有可能用于現(xiàn)場監(jiān)控,因而得到了人們的重視。
1905年,塔菲爾(Tafel)提出了塔菲爾關系式,也即:在過電位足夠大(η >50mv)時,過電位與電流密度有如下的定量關系,稱為塔菲爾公式:
η=a+blni
式中 i 是電流密度; a,b是常數(shù)。常數(shù)a 是電流密度 等于1A·cm-2時的超電勢值,它與電極材料、電極表面狀態(tài)、溶液組成以及實驗溫度等密切相關。 b的數(shù)值對于大多數(shù)的金屬來說相差不多,在常溫下接近于0.050V。如用以10為低的對數(shù), 約為0.116V。這意味著,電流密度增加10倍,則過電位約增加0.116V。
Tafel曲線外推法求icorr
Tafel曲線外推法求 如用η為縱坐標, lg i為橫坐標作圖,塔菲爾關系是一條直線(如上圖所示)。這個關系在電流密度很小時不能與事實相符合。因為按照該公式,當i→ 0時,η 應趨向-∞,這當然是不對的。當i→ 0時,電極上的情況接近于可逆電極, 應該是零而不應該是- ∞。實際上,在低電流密度時,過電位不遵守塔菲爾公式而出現(xiàn)了另外一種性質的關系,即過電位與通過電極的電流密度成正比,可表示為η=ωi。
如上圖所示,在強極化區(qū),即過電位足夠大(η >50mv)時,過電位與電流密度成一直線。陽極極化曲線與陰極極化曲線直線區(qū)(符合塔菲爾關系)的延長線交于一點,該點對應的電流即為金屬腐蝕達到穩(wěn)定狀態(tài)的電流,即是該金屬的腐蝕電流 icorr。
塔菲爾曲線外推法的主要缺點:首先,對腐蝕體系極化較強、電極電位偏離自腐蝕電位較遠,對腐蝕體系的干擾太大。其次,由于極化到塔菲爾直線段所需電流較大,易引起電極表面的狀態(tài)、真實表面積和周圍介質的顯著變化;而且大電流作用下溶液歐姆電勢降對電勢測量和控制的影響較大,可能使塔菲爾直線變短,也可能使本來彎曲的極化曲線部分變直,從而對測得的icorr 帶來誤差。第三,由于有些腐蝕體系的塔菲爾直線段不甚明顯,在用外推法作圖時容易引起一定的人為誤差。要得到滿意的結果,塔菲爾區(qū)至少要有一個數(shù)量級以上的電流范圍。但在許多體系中,由于濃差極化或陽極鈍化等因素的干擾,往往得不到這種結果。
塔菲爾曲線 | 塔菲爾曲線是指符合Tafel關系的曲線,一般指極化曲線中強極化區(qū)的一段。該段曲線(E-logi 曲線)在一定的區(qū)域(Tafel區(qū))呈現(xiàn)線性關系。 |
腐蝕試驗 | 檢測金屬或其他材料因與環(huán)境發(fā)生相互作用而引起的化學或物理(或機械)-化學損傷過程的材料試驗。 腐蝕試驗是掌握材料與環(huán)境所構成的腐蝕體系的特性,了解腐蝕機制,從而對腐蝕過程進行控制的重要手段。 |