現階段腐蝕實驗是探究金(jin)屬(shu)腐蝕以及防護的主要手段，通過腐蝕實驗可以探究金屬發生腐蝕的規律及機理、檢查并篩選金屬材料的材質、估算金屬材料的使用壽命、分析金屬材料腐蝕事故的原因以及驗證防腐蝕的效果等。目前探究金屬腐蝕以及防護的方式有多種，如表面分析法、失重法以及電化學法。因為大部分金屬產生的腐蝕都是電化學腐蝕，而腐蝕過程中發生的電化學反應為電化學腐蝕的本質，所以金屬／電解質界面（雙電層）的電化學性質被大量使用于探究金屬腐蝕發生的規律、腐蝕產生的機理等方面。因此，在現有的研究金屬腐蝕與防護的方法中，電化學方法是一種較為重要的方法。腐蝕電化學法能夠按照腐蝕金屬電極特點的不同而分為以下三種類型：①. 電化學動力研究方法，指利用控制極化電流及電極電位來測定腐蝕體系中的熱力學參數；②. 獨用的腐蝕電化學測量跟研究法，指按照金屬電化學腐蝕的獨特性建立相應的電化學測量跟研究方法；③. 通過模擬裝置來探究具有獨特腐蝕形態的電化學測試技術，如模擬SSRT裂紋尖端的裝置、研究縫隙腐蝕的閉塞電池等。這幾種方法中最基礎的為電化學動力法。
電極電位(wei)(wei)以及電流(liu)密度為腐蝕電化(hua)學實驗所要獲得的重要參數，其(qi)中(zhong)電極電位(wei)(wei)表示電解液(ye)－金(jin)屬界面的特性和結(jie)構；電流(liu)密度表示金(jin)屬材料(liao)表面上(shang)單(dan)位(wei)(wei)面積內電化(hua)學反應進行的快(kuai)慢。絕大(da)多數電化(hua)學測試都是(shi)測定電極電位(wei)(wei)跟(gen)電流(liu)密度這兩(liang)者間的關(guan)聯。
與其他(ta)電化學過(guo)程（如電鍍、電解及化學電源等(deng)）相比(bi)，金(jin)屬電化學腐蝕測(ce)量(liang)過(guo)程的對(dui)象是(shi)金(jin)屬電極，該(gai)過(guo)程有如下特點：
1. 金屬發(fa)生腐蝕的整個腐蝕體(ti)系由數個電(dian)極(ji)(ji)反應(ying)耦合(he)而成，同(tong)時在整個電(dian)極(ji)(ji)表面(mian)上(shang)也發(fa)生著數個電(dian)極(ji)(ji)反應(ying)，所以(yi)與只具有(you)一個電(dian)極(ji)(ji)反應(ying)的電(dian)極(ji)(ji)系統(tong)相比，其在分析和處理腐蝕電(dian)化學實驗結(jie)果上(shang)有(you)著一定特(te)別之處。
2. 電(dian)極(ji)金屬材料發生(sheng)陽(yang)極(ji)溶解(jie)反(fan)應(ying)，即腐(fu)蝕金屬自身參與的反(fan)應(ying)是電(dian)極(ji)系統(tong)中(zhong)電(dian)極(ji)反(fan)應(ying)中(zhong)的一種。
3. 測(ce)量(liang)過程(cheng)中不可以(yi)只探究(jiu)(jiu)整(zheng)個電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)表面(mian)總(zong)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)化學行為，因為電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)表面(mian)表現為多層結構，金屬(shu)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)上(shang)有著腐蝕產物銹(xiu)層、腐蝕孔及表面(mian)膜(mo)，導致電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)表面(mian)具有不光滑的(de)特點，容易(yi)發生各種形式的(de)局部腐蝕，所以(yi)有必要發展如微區電(dian)(dian)(dian)(dian)化學測(ce)試之(zhi)類的(de)能夠表征電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)表面(mian)不均勻性的(de)研(yan)究(jiu)(jiu)方(fang)法。
4. 腐蝕金屬的電(dian)極反應相(xiang)對(dui)于(yu)其(qi)他一些電(dian)化(hua)學過程而(er)言比較緩(huan)慢。
此外，腐蝕電(dian)化學測試方法(fa)為原位技術(shu)，能(neng)夠比較真(zhen)實(shi)地反(fan)應金(jin)屬電(dian)極表面(mian)發生的(de)實(shi)際腐蝕，擁有較強的(de)靈敏(min)度、操(cao)作簡單(dan)容易實(shi)施且實(shi)時性好的(de)優點。電(dian)化學實(shi)驗(yan)常(chang)用的(de)方法(fa)有極化曲線(xian)、交流(liu)阻抗及電(dian)位掃(sao)描(miao)等。
極(ji)(ji)(ji)化曲線(xian)的(de)(de)(de)測量有利于(yu)研究電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)過程(cheng)的(de)(de)(de)影響因素(su)和(he)機理。眾所周(zhou)知，當我們探究可(ke)逆電(dian)(dian)(dian)(dian)池的(de)(de)(de)反應時(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)上基(ji)本上是(shi)不存(cun)在電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)的(de)(de)(de)，各個電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)反應基(ji)本都在平(ping)衡(heng)狀(zhuang)(zhuang)態下(xia)發生，所以該(gai)反應為可(ke)逆的(de)(de)(de)。但是(shi)一(yi)旦(dan)存(cun)在電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)通過，電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)原(yuan)本的(de)(de)(de)平(ping)衡(heng)狀(zhuang)(zhuang)態就被打(da)破，進而(er)導(dao)致(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)偏(pian)離(li)原(yuan)本的(de)(de)(de)平(ping)衡(heng)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)值，導(dao)致(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)反應處于(yu)一(yi)種(zhong)不可(ke)逆的(de)(de)(de)狀(zhuang)(zhuang)態，不可(ke)逆程(cheng)度(du)隨(sui)著電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)密度(du)的(de)(de)(de)升高而(er)增(zeng)強，即所謂的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)極(ji)(ji)(ji)化就是(shi)指由于(yu)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)通過電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)而(er)導(dao)致(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)偏(pian)離(li)平(ping)衡(heng)值的(de)(de)(de)一(yi)種(zhong)現狀(zhuang)(zhuang)，極(ji)(ji)(ji)化曲線(xian)即表示電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)與電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)密度(du)兩者間的(de)(de)(de)關系，其(qi)測試有以下(xia)幾種(zhong)方法(fa)。
a. 恒(heng)電(dian)位(wei)法(fa)
恒(heng)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)法即將被研究(jiu)的(de)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)固定在不同的(de)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)上，然(ran)后測試對(dui)(dui)應(ying)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)下(xia)(xia)的(de)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)密度(du)，在實(shi)際應(ying)用(yong)(yong)過程中使用(yong)(yong)較(jiao)為普遍的(de)是(shi)靜態法及動(dong)態法。所謂(wei)靜態法是(shi)指控制電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)為某一個(ge)特(te)定值(zhi)，測量相(xiang)對(dui)(dui)應(ying)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)下(xia)(xia)的(de)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)密度(du)，且(qie)依次(ci)(ci)測定整個(ge)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)下(xia)(xia)的(de)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)密度(du)，從而得到(dao)整個(ge)極(ji)(ji)(ji)化(hua)曲(qu)(qu)(qu)線(xian)(xian)；其(qi)次(ci)(ci)動(dong)態法指控制電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)按照較(jiao)為緩慢的(de)速度(du)不停地變化(hua)，并且(qie)測量相(xiang)對(dui)(dui)應(ying)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)下(xia)(xia)的(de)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)值(zhi)，瞬(shun)時電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)與其(qi)相(xiang)對(dui)(dui)應(ying)的(de)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)關系曲(qu)(qu)(qu)線(xian)(xian)即為極(ji)(ji)(ji)化(hua)曲(qu)(qu)(qu)線(xian)(xian)。這兩種方法中較(jiao)為廣泛使用(yong)(yong)的(de)是(shi)動(dong)態法測定極(ji)(ji)(ji)化(hua)曲(qu)(qu)(qu)線(xian)(xian)，該方法的(de)優(you)點在于掃描速度(du)可以(yi)控制、可以(yi)自動(dong)測量并繪制極(ji)(ji)(ji)化(hua)曲(qu)(qu)(qu)線(xian)(xian)，其(qi)測量的(de)結果有(you)較(jiao)高的(de)重現性，對(dui)(dui)于那(nei)些需要比(bi)較(jiao)的(de)實(shi)驗(yan)該方法為首選。
b. 恒電流(liu)法
恒電(dian)流(liu)法(fa)是(shi)指固定(ding)(ding)電(dian)極體系的(de)(de)電(dian)流(liu)密度為(wei)某一(yi)特定(ding)(ding)值，測(ce)定(ding)(ding)跟電(dian)流(liu)密度相對應(ying)的(de)(de)電(dian)極電(dian)位。恒電(dian)流(liu)法(fa)測(ce)量極化曲線(xian)在(zai)測(ce)定(ding)(ding)過(guo)程中電(dian)極很(hen)難達到(dao)一(yi)個(ge)穩定(ding)(ding)的(de)(de)狀態(tai)，所以在(zai)實際測(ce)量過(guo)程中一(yi)般當電(dian)位接近穩定(ding)(ding)的(de)(de)時候即可以讀(du)值。
典型的動電位極化曲線如圖5.1所示。圖中Eb為金屬材料的點蝕電位，Ep為保護電位。同樣的實驗狀態下點蝕電位（Eb)值越大則意味著金屬產生點腐蝕的傾向越低；當幾種金屬材料的點蝕電位值相當，只有將點蝕電位和保護電位綜合考慮才能評價金屬的耐蝕能力，（Eb-Ep)差值越低表明材料鈍化膜修復能力越強，耐孔蝕性能越優，因而保護電位（Ep)和點蝕電位（Eb)是被用來表示金屬耐孔腐蝕能力大小的基本參數。在E>Eb的條件下，點蝕必然會發生，不但原來具有的蝕孔會長大而且還會產生新的蝕孔；在E<Ep的情況下不會發生點蝕，原來的孔蝕不會長大而且新的蝕孔也不會產生；在Ep<E<Eb條件下，孔蝕存在，原有的蝕孔會接著擴展并生長，但是新蝕孔不會產生。
電化學阻抗譜（Electrochemical Impedance Spectroscopy,EIS),在早期的電化學文獻中電化學阻抗又被稱為交流阻抗（Alternating Current impedance,AC im-pedance).電化學阻抗原先被用于電學中來探究線性電路網絡頻率響應特征，后來被用在電極上，進而成為電化學的研究方式。電化學阻抗譜的原理是指向電化學體系施予一頻率各異的小振幅交流電動勢，測定正弦波頻率（ω)的改變對該電動勢與電流信號比值產生的影響，即測定阻抗隨著正弦波頻率（ω)的變化，也可以通過測定阻抗的相位角Φ隨ω的變化來分析電極材料、腐蝕機理、導電材料、電極過程的動力學等方面的機理。采用小振幅的電信號既能夠防止給系統帶來較大的影響，同時又能夠讓擾動跟響應體系之間表現為近似線性的關系，進而讓測量的結果數學處理更容易。此外，電化學阻抗譜是通過測量過程中獲得的頻率比較寬的阻抗譜探究電極的，所以相對于另外一些電化學法其能夠得到電極界面結構和動力學信息。例如：通過阻抗譜形狀能夠探究金屬電極發生腐蝕的機理；探究金屬表面上保護膜的阻抗特征；對腐蝕金屬進行電化學阻抗測量可以獲得極化電阻（Rp);對腐蝕的金屬材料進行電化學阻抗譜測量，能夠了解動力學參數進而來研究金屬材料抗腐蝕能力的強弱等。因此，電化學阻抗譜成為近年來探究金屬發生腐蝕與采取相應防護措施的重要方式。
電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學阻抗（EIS)測試(shi)把電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學系統作為(wei)一個(ge)等(deng)效電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)，交流(liu)(liu)阻抗實驗的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)基本等(deng)效電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)如圖5.2所示。該電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)組成(cheng)(cheng)元件(jian)(jian)有電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻（R:金屬材料對(dui)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)阻攔(lan)功能）、電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)感（L:于(yu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)中對(dui)交流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)阻礙(ai)功能）及電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容（C:電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)中對(dui)交流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)所引起(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)阻礙(ai)作用(yong)）等(deng)，這(zhe)些元件(jian)(jian)按照串(chuan)聯或者并聯的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方式組合起(qi)來(lai)形成(cheng)(cheng)一個(ge)等(deng)效電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)。測量電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學阻抗能夠確(que)定等(deng)效電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)組成(cheng)(cheng)方式及各組成(cheng)(cheng)元件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)值、通過這(zhe)些元件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學含(han)義就可以(yi)分析電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極過程的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)性質和(he)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學系統的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構。
