Tafel曲线外推法测试金属腐蚀速度

在使用金属的过程中，人们不仅关心它是否会发生腐蚀(热力学可能性)，更关心其腐蚀速度的大小(动力学问题)。腐蚀速度表示单位时间内金属腐蚀的程度。迄今为止，普遍应用的测定腐蚀速度方法仍然是经典的失重法。失重法的优点是准确可靠，但由于实验周期长，需要做多组平行实验并且操作麻烦，所以满足不了快速的要求。电化学方法的优点是快速简便并有可能用于现场监控，因而得到了人们的重视。

1905年，塔菲尔(Tafel)提出了塔菲尔关系式，也即：在过电位足够大(η >50mv)时，过电位与电流密度有如下的定量关系，称为塔菲尔公式：

η=a+blni

式中 i 是电流密度; a,b是常数。常数a 是电流密度 等于1A·cm^-2时的超电势值，它与电极材料、电极表面状态、溶液组成以及实验温度等密切相关。 b的数值对于大多数的金属来说相差不多，在常温下接近于0.050V。如用以10为低的对数， 约为0.116V。这意味着，电流密度增加10倍，则过电位约增加0.116V。

Tafel曲线外推法求i_corr

Tafel曲线外推法求 如用η为纵坐标， lg i为横坐标作图，塔菲尔关系是一条直线(如上图所示)。这个关系在电流密度很小时不能与事实相符合。因为按照该公式，当i→ 0时，η 应趋向-∞，这当然是不对的。当i→ 0时，电极上的情况接近于可逆电极， 应该是零而不应该是- ∞。实际上，在低电流密度时，过电位不遵守塔菲尔公式而出现了另外一种性质的关系，即过电位与通过电极的电流密度成正比，可表示为η=ωi。

如上图所示，在强极化区，即过电位足够大(η >50mv)时，过电位与电流密度成一直线。阳极极化曲线与阴极极化曲线直线区(符合塔菲尔关系)的延长线交于一点，该点对应的电流即为金属腐蚀达到稳定状态的电流，即是该金属的腐蚀电流 i_corr。

塔菲尔曲线外推法的主要缺点：首先，对腐蚀体系极化较强、电极电位偏离自腐蚀电位较远，对腐蚀体系的干扰太大。其次，由于极化到塔菲尔直线段所需电流较大，易引起电极表面的状态、真实表面积和周围介质的显著变化;而且大电流作用下溶液欧姆电势降对电势测量和控制的影响较大，可能使塔菲尔直线变短，也可能使本来弯曲的极化曲线部分变直，从而对测得的i_corr 带来误差。第三，由于有些腐蚀体系的塔菲尔直线段不甚明显，在用外推法作图时容易引起一定的人为误差。要得到满意的结果，塔菲尔区至少要有一个数量级以上的电流范围。但在许多体系中，由于浓差极化或阳极钝化等因素的干扰，往往得不到这种结果。

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