电化学交流阻抗谱详解省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、 电化学交流阻抗谱电化学交流阻抗谱第1页1.电化学交流阻抗谱介绍电化学交流阻抗谱介绍1.1 交流阻抗谱方法是一个以小振幅正弦波电位为扰动信号电测量方法。优点:体系干扰小提供多角度界面状态与过程信息,便于分析腐蚀缓蚀作用机理数据分析过程相对简单,结果可靠缺点:复杂阻抗谱解释第2页1.2 物理参数和等效电路元件1.2.1 物理参数A.溶液电阻(Rs)B.双电层电容(Cdl)C.极化阻抗(Rp)D.电荷转移电阻(Rct)E.扩散电阻(Zw)F.界面电容(C)和 常相角元件(CPE)G.电感(L)对电极和工作电极之间电解质对电极和工作电极之间电解质之间阻抗之间阻抗工作电极与电解质之间电容工作电极与电解
2、质之间电容 当电位远离开路电位时时,造成电极当电位远离开路电位时时,造成电极表面电流产生,电流受到反应动力学表面电流产生,电流受到反应动力学和反应物扩散控制。和反应物扩散控制。电化学反应动力学控制电化学反应动力学控制反应物从溶液本体扩散到电反应物从溶液本体扩散到电极反应界面阻抗极反应界面阻抗通常每一个界面之间都会存通常每一个界面之间都会存在一个电容在一个电容。第3页A.溶液电阻(Rs)B.极化阻抗(Rp)C.电荷转移电阻(Rct)D.扩散电阻(Zw)E.界面电容(C)和 常相角元件(CPE)第4页注意事项:1.Rp近似Rct+Zw,但不是完全相等 2.极化阻抗经过计划曲线也能够得到(腐蚀电位出
3、切线斜率)第5页1.2.2.等效电路元件R 阻抗C 电容L 电感W 无限扩散阻抗O 有限扩散阻抗Q 常相角元件阻抗导纳第6页1.3 等效电路(A A)一个时间常数)一个时间常数Nyquist图图相位图相位图大致表征几个大致表征几个时间常数时间常数判断电容。阻抗等结构元件RsCdlRct 或Rp第7页Nyquist图图RsCdlRctZw一个时间常数第8页(B B)两个时间常数)两个时间常数两个时间常数界面电容界面阻抗双电层电容电荷转移阻抗第9页常见两个时间常数电路图第10页(C C)三个时间常数)三个时间常数CPESGRSGCPEOXROXCPEDL第11页常见三个时间常数电路图第12页1.4
4、.在腐蚀与防护中应用(1)两个时间常数模型金属金属本体本体腐蚀产物层腐蚀产物层金属腐蚀机制研究金属腐蚀机制研究第13页研究不一样镀层钢材腐蚀情况研究不一样镀层钢材腐蚀情况第14页金属金属本体本体防护层防护层缓蚀剂缓蚀机制研究缓蚀剂缓蚀机制研究第15页研究头孢类抗生素缓蚀作用研究头孢类抗生素缓蚀作用第16页Adv.Mater.,18,1672-1678Chem.Mater.,19,402-411Adv.Funct.Mater.,18,3137-3147(2)三个时间常数模型(a)自修复膜腐蚀机制研究自修复膜腐蚀机制研究第17页保护膜保护膜钝化膜钝化膜金属本体金属本体第18页保护膜保护膜钝化膜钝化
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