弯曲电极的阻抗测试

介绍

本篇应用报告涉及电化学阻抗谱(EIS),假设您已阅读并理解应用报告“电化学阻抗谱原理”中的内容。

本篇应用报告的目的在于您不仅可以用Gamry电化学工作站测试电化学池中扁平电极的EIS,也可对没有浸入液体介质的弯曲电极进行测试。

实验

在以下条件下测试了弯曲的机械加工的钢材(样品):

在两电极体系中测试EIS,样品作为工作电极和工作参比电极,石墨棒作为对电极和参比电极(见图1)。

为了提供用于测试的离子路径,将潮湿的纸巾放在样品和石墨棒之间。将纸巾缠绕在石墨棒上并用O圈固定在合适的位置。纸巾要有足够的厚度,以防石墨棒和样品之间短路。纸巾中的溶液为1% KNO3(质量浓度)溶液(见图2)。

测试不同样品,包括钝化和非钝化表面。通过不同的方法,对每一个钝化样品进行钝化。所有测试都是由Gamry Reference 600+™和Framework™软件进行。EIS采用控制电位扰动模式,直流设置开路电位。

eis testing stage

图1 整个EIS测试阶段的金属样品(丁基橡胶塞顶部),石墨棒压在样品上

active sample area

图2 样品测试区域的特写图片。用KNO3溶液浸湿石墨棒末端的纸巾。用0圈固定纸巾的位置

 数据分析

使用Gamry Echem Analyst™软件对数据进行分析。用图3中的等效电路来拟合数据:

echem analyst software

图3 Echem Analyst™软件中用于对EIS数据拟合的等效电路截屏

Y04和a5是常相位角系数和指数。Rp是极化电阻,Ru是未补偿电阻。更多有关这些元器件的详细信息,请参考我们的应用报告“电化学阻抗谱原理”。

图4给出了拟合结果。

polarization resistance

图4 用图3等效电路拟合的各个样品的Rp值
误差棒代表拟合误差。检测到最大Rp值为10GΩ

极化电阻与腐蚀速率成反比。因此,较大的极化电阻意味着较低的腐蚀速率。

本篇应用报告的目的是如何测试表面弯曲的样品或无法完全浸入溶液的样品。该方法强调对复杂、严格的EIS设置进行快速测试。因此,它具有几个缺点,包括缺少用于隔离对电极电阻的标准参比电极。但是,在需要检测阻抗变化的重复样品上进行常规EIS测试时,某些用户可能会觉得此方法很有用。