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《华中科技大学》 2005年
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恒电量脉冲瞬态响应测试技术及解析方法研究

赵永韬  
【摘要】:腐蚀电化学是腐蚀科学基本研究内容与手段。腐蚀电化学研究的深入,要求不断发展适应腐蚀电极特点的研究和测试方法。恒电量方法属于控制电量的测量技术,它是用已知电量激励被测电极,断电测量极化电位,并分析其在这种扰动下的瞬态过程随时间的变化,从而获得电化学信息参数的一种暂态测试方法。目前,这种方法已经成功应用于电化学分析和腐蚀测量等领域。但多数文献报导主要是利用了恒电量快速、断电测量的特点,对恒电量测试技术及其解析方法的研究并不多见,力图将恒电量方法发展为自动化的腐蚀监测技术的基础研究更是稀少。因此,极大地限制了恒电量方法在该领域的拓展。 本文重点讨论了恒电量方法对不同腐蚀体系的电化学动力学参数的测量,并提出了新的恒电量瞬态响应的解析方法。同时,也重点研究了恒电量测试参数的自动优化和测试系统的便携化。对于恒电量数据的有效性,采用了稳态极化曲线、电化学阻抗谱和溶液分析等多种手段进行验证,并通过统计分析的方法对基于恒电量的Coul-1系统的测量精度进行了考察。主要的研究结果有: 提出了一种基于数据积分处理的恒电量CSPI 方法,在酸溶液中测定的阴极Tafel斜率和腐蚀速度与消除了溶液欧姆降的塔菲尔外推法有非常好的一致性。并且这种方法与CSPD 方法、Kanno 方法相比,受噪声干扰小、数据利用率高,因此数据的可靠性和重现性更高。另外,利用恒电量CSPI 方法测量混合控制下腐蚀反应过程,其结果与考虑了扩散影响的极化曲线一致。因此,恒电量CSPI 方法不受浓差极化影响,能够快速、有效地测定混合控制下腐蚀过程的电化学动力学参数。 提出了恒电量线性响应的频谱分析方法,并利用拉普拉斯变换及其逆运算对恒电量响应方程式进行了推导。这种方法能够简便地推导出多个时间常数体系的电位响应方程式。通过频谱分析恒电量线性响应,容易判断所含时间常数的个数及其数值大小,从而得到更多的动力学信息及电极界面结构的信息。如果利用阻抗谱的解析方法,确定初始值的设置,可以增强多参数拟合的收敛性,并且容易确定具有“真实”物理意
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TG172

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