現階段腐蝕實驗是探究金屬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(dian)(dian)(dian)極電(dian)(dian)(dian)位(wei)以及電(dian)(dian)(dian)流密度(du)為腐蝕電(dian)(dian)(dian)化(hua)學實驗所要獲(huo)得的重要參(can)數，其中電(dian)(dian)(dian)極電(dian)(dian)(dian)位(wei)表示(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)解液－金屬(shu)界面的特性和結(jie)構(gou)；電(dian)(dian)(dian)流密度(du)表示(shi)(shi)金屬(shu)材料表面上單位(wei)面積內電(dian)(dian)(dian)化(hua)學反(fan)應進行的快慢。絕大多數電(dian)(dian)(dian)化(hua)學測試都是測定電(dian)(dian)(dian)極電(dian)(dian)(dian)位(wei)跟電(dian)(dian)(dian)流密度(du)這兩者間的關聯(lian)。
與(yu)其(qi)他(ta)電化(hua)學過程（如電鍍、電解及化(hua)學電源等）相比(bi)，金屬電化(hua)學腐蝕(shi)測量過程的(de)對象是金屬電極，該過程有如下(xia)特點：
1. 金屬發(fa)生腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)整個(ge)腐(fu)蝕(shi)體系由數個(ge)電極(ji)反應(ying)(ying)耦合而成，同(tong)時在整個(ge)電極(ji)表面上也發(fa)生著數個(ge)電極(ji)反應(ying)(ying)，所以與(yu)只具(ju)有一個(ge)電極(ji)反應(ying)(ying)的(de)(de)電極(ji)系統相比，其在分析和處理(li)腐(fu)蝕(shi)電化學實驗結果上有著一定(ding)特別之處。
2. 電極(ji)(ji)金屬(shu)材料發生陽(yang)極(ji)(ji)溶解(jie)反(fan)應(ying)，即腐蝕金屬(shu)自身參(can)與的(de)反(fan)應(ying)是電極(ji)(ji)系統中電極(ji)(ji)反(fan)應(ying)中的(de)一(yi)種。
3. 測量(liang)過程中不可以只探究(jiu)(jiu)整個電極表(biao)(biao)(biao)面總的電化(hua)(hua)學行為(wei)(wei)(wei)，因為(wei)(wei)(wei)電極表(biao)(biao)(biao)面表(biao)(biao)(biao)現為(wei)(wei)(wei)多層結構，金屬電極上有(you)著腐蝕產物銹(xiu)層、腐蝕孔及表(biao)(biao)(biao)面膜，導致電極表(biao)(biao)(biao)面具有(you)不光(guang)滑(hua)的特點，容易(yi)發生各(ge)種形式的局部腐蝕，所以有(you)必要發展(zhan)如微區電化(hua)(hua)學測試之類的能夠(gou)表(biao)(biao)(biao)征電極表(biao)(biao)(biao)面不均勻(yun)性的研究(jiu)(jiu)方法(fa)。
4. 腐(fu)蝕金屬的電極反(fan)應相對于其他一些電化(hua)學過程而言比較(jiao)緩慢。
此外，腐蝕(shi)(shi)電(dian)化學(xue)測試(shi)方法為原(yuan)位技術，能夠比(bi)較真實(shi)(shi)(shi)地反應金屬電(dian)極表面發生的實(shi)(shi)(shi)際腐蝕(shi)(shi)，擁有較強的靈敏度、操作簡(jian)單容易實(shi)(shi)(shi)施且實(shi)(shi)(shi)時(shi)性好的優點。電(dian)化學(xue)實(shi)(shi)(shi)驗常用的方法有極化曲線、交(jiao)流阻抗(kang)及電(dian)位掃(sao)描等。
極(ji)化曲(qu)線的(de)(de)(de)測(ce)量有(you)利于(yu)研究(jiu)(jiu)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)過程的(de)(de)(de)影響(xiang)因(yin)素和機理。眾所周知，當我們(men)探究(jiu)(jiu)可逆(ni)電(dian)(dian)(dian)(dian)池的(de)(de)(de)反應時(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)上(shang)基本上(shang)是(shi)(shi)不(bu)存在電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)的(de)(de)(de)，各個電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)的(de)(de)(de)反應基本都(dou)在平衡(heng)狀(zhuang)態(tai)(tai)下發生，所以(yi)該反應為可逆(ni)的(de)(de)(de)。但是(shi)(shi)一旦(dan)存在電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)通(tong)過，電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)原(yuan)本的(de)(de)(de)平衡(heng)狀(zhuang)態(tai)(tai)就被(bei)打(da)破，進而(er)導致電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)偏離(li)原(yuan)本的(de)(de)(de)平衡(heng)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)值，導致電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)反應處于(yu)一種不(bu)可逆(ni)的(de)(de)(de)狀(zhuang)態(tai)(tai)，不(bu)可逆(ni)程度(du)隨著電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密度(du)的(de)(de)(de)升高而(er)增強，即所謂的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)極(ji)化就是(shi)(shi)指由于(yu)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)通(tong)過電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)而(er)導致電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)偏離(li)平衡(heng)值的(de)(de)(de)一種現(xian)狀(zhuang)，極(ji)化曲(qu)線即表示電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)與電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密度(du)兩者間的(de)(de)(de)關(guan)系(xi)，其測(ce)試有(you)以(yi)下幾(ji)種方法。
a. 恒電位法
恒電(dian)位(wei)(wei)法(fa)(fa)即將被(bei)研(yan)究的(de)(de)電(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)位(wei)(wei)固定在(zai)不(bu)同的(de)(de)電(dian)位(wei)(wei)上，然后測(ce)(ce)(ce)試對(dui)應(ying)電(dian)位(wei)(wei)下(xia)(xia)的(de)(de)電(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)流(liu)密(mi)度，在(zai)實(shi)際應(ying)用過(guo)程中(zhong)使用較為(wei)(wei)普遍的(de)(de)是(shi)靜(jing)態法(fa)(fa)及動態法(fa)(fa)。所謂靜(jing)態法(fa)(fa)是(shi)指控(kong)制電(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)位(wei)(wei)為(wei)(wei)某(mou)一個特定值，測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)相對(dui)應(ying)電(dian)位(wei)(wei)下(xia)(xia)的(de)(de)電(dian)流(liu)密(mi)度，且依(yi)次測(ce)(ce)(ce)定整(zheng)個電(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)位(wei)(wei)下(xia)(xia)的(de)(de)電(dian)流(liu)密(mi)度，從而得到整(zheng)個極(ji)(ji)(ji)化曲(qu)線；其(qi)次動態法(fa)(fa)指控(kong)制電(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)位(wei)(wei)按照較為(wei)(wei)緩慢的(de)(de)速度不(bu)停地變化，并(bing)且測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)相對(dui)應(ying)電(dian)位(wei)(wei)下(xia)(xia)的(de)(de)電(dian)流(liu)值，瞬時電(dian)流(liu)與其(qi)相對(dui)應(ying)的(de)(de)電(dian)位(wei)(wei)關系曲(qu)線即為(wei)(wei)極(ji)(ji)(ji)化曲(qu)線。這兩種方(fang)(fang)法(fa)(fa)中(zhong)較為(wei)(wei)廣(guang)泛使用的(de)(de)是(shi)動態法(fa)(fa)測(ce)(ce)(ce)定極(ji)(ji)(ji)化曲(qu)線，該(gai)方(fang)(fang)法(fa)(fa)的(de)(de)優點在(zai)于掃描速度可以(yi)控(kong)制、可以(yi)自動測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)并(bing)繪制極(ji)(ji)(ji)化曲(qu)線，其(qi)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)的(de)(de)結果有較高的(de)(de)重現性，對(dui)于那些需要比(bi)較的(de)(de)實(shi)驗該(gai)方(fang)(fang)法(fa)(fa)為(wei)(wei)首(shou)選(xuan)。
b. 恒(heng)電流法
恒電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)法(fa)是(shi)指固定(ding)(ding)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極體系的電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密度(du)為某(mou)一特定(ding)(ding)值，測定(ding)(ding)跟電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密度(du)相(xiang)對應(ying)的電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)。恒電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)法(fa)測量(liang)極化曲(qu)線(xian)在測定(ding)(ding)過程中電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極很難達到一個穩定(ding)(ding)的狀態，所(suo)以(yi)在實際測量(liang)過程中一般當電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)接近穩定(ding)(ding)的時候(hou)即可以(yi)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)化(hua)學(xue)(xue)阻抗（EIS)測試把電(dian)化(hua)學(xue)(xue)系統作為(wei)一個等(deng)效(xiao)(xiao)電(dian)路(lu)，交(jiao)流阻抗實驗的基(ji)本(ben)等(deng)效(xiao)(xiao)電(dian)路(lu)如圖(tu)5.2所(suo)示(shi)。該(gai)電(dian)路(lu)的組成(cheng)元件(jian)有電(dian)阻（R:金屬材(cai)料對電(dian)流的阻攔功能）、電(dian)感（L:于電(dian)路(lu)中對交(jiao)流電(dian)的阻礙功能）及電(dian)容（C:電(dian)路(lu)中對交(jiao)流電(dian)所(suo)引(yin)起的阻礙作用）等(deng)，這些(xie)元件(jian)按照串聯(lian)或者并(bing)聯(lian)的方式組合(he)起來形成(cheng)一個等(deng)效(xiao)(xiao)電(dian)路(lu)。測量電(dian)化(hua)學(xue)(xue)阻抗能夠確定等(deng)效(xiao)(xiao)電(dian)路(lu)的組成(cheng)方式及各組成(cheng)元件(jian)的值、通過這些(xie)元件(jian)的電(dian)化(hua)學(xue)(xue)含義就可(ke)以(yi)分析電(dian)化(hua)學(xue)(xue)電(dian)極過程的性質和電(dian)化(hua)學(xue)(xue)系統的結構。
