网站导航

咨询热线

400-680-8138
首页 > 解决方案 > 详细内容
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

Tafel曲线外推法求icorr

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 icorr

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icorr 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。

盐雾腐蚀相关仪器

盐雾试验箱

盐雾试验箱

相关术语

塔菲尔曲线塔菲尔曲线是指符合Tafel关系的曲线,一般指极化曲线中强极化区的一段。该段曲线(E-logi 曲线)在一定的区域(Tafel区)呈现线性关系。
腐蚀试验检测金属或其他材料因与环境发生相互作用而引起的化学或物理(或机械)-化学损伤过程的材料试验。 腐蚀试验是掌握材料与环境所构成的腐蚀体系的特性,了解腐蚀机制,从而对腐蚀过程进行控制的重要手段。