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。
電極(ji)(ji)電位(wei)以(yi)及(ji)電流(liu)密(mi)度為腐蝕電化學(xue)(xue)實驗所要(yao)獲得的(de)重要(yao)參數(shu)，其中(zhong)電極(ji)(ji)電位(wei)表示電解液－金屬(shu)界面的(de)特性和(he)結構；電流(liu)密(mi)度表示金屬(shu)材(cai)料表面上單位(wei)面積(ji)內(nei)電化學(xue)(xue)反應進行的(de)快慢(man)。絕大多數(shu)電化學(xue)(xue)測試都是(shi)測定電極(ji)(ji)電位(wei)跟電流(liu)密(mi)度這兩者間(jian)的(de)關(guan)聯。
與(yu)其(qi)他電(dian)化學(xue)過程（如(ru)電(dian)鍍、電(dian)解及化學(xue)電(dian)源等）相比，金屬電(dian)化學(xue)腐蝕測(ce)量過程的(de)對(dui)象是金屬電(dian)極，該(gai)過程有如(ru)下特點：
1. 金屬發生腐(fu)蝕的整個腐(fu)蝕體系由數個電(dian)極(ji)反(fan)應(ying)(ying)耦合而成，同時在(zai)整個電(dian)極(ji)表面上(shang)也發生著數個電(dian)極(ji)反(fan)應(ying)(ying)，所以與只具有(you)一個電(dian)極(ji)反(fan)應(ying)(ying)的電(dian)極(ji)系統相(xiang)比，其在(zai)分析(xi)和(he)處理腐(fu)蝕電(dian)化(hua)學實驗(yan)結果上(shang)有(you)著一定特別之處。
2. 電(dian)(dian)極金屬材料發生陽極溶解反(fan)應，即腐蝕金屬自身參與的(de)反(fan)應是(shi)電(dian)(dian)極系統中電(dian)(dian)極反(fan)應中的(de)一種。
3. 測(ce)(ce)量過程中(zhong)不(bu)可以只探究整個(ge)電極(ji)(ji)表(biao)面(mian)(mian)(mian)總的(de)電化(hua)學行(xing)為(wei)(wei)，因為(wei)(wei)電極(ji)(ji)表(biao)面(mian)(mian)(mian)表(biao)現為(wei)(wei)多層結構，金屬(shu)電極(ji)(ji)上有著腐(fu)蝕(shi)(shi)產物銹層、腐(fu)蝕(shi)(shi)孔(kong)及(ji)表(biao)面(mian)(mian)(mian)膜，導致電極(ji)(ji)表(biao)面(mian)(mian)(mian)具有不(bu)光滑的(de)特(te)點(dian)，容(rong)易發(fa)生各種(zhong)形式的(de)局部腐(fu)蝕(shi)(shi)，所(suo)以有必要(yao)發(fa)展如微區電化(hua)學測(ce)(ce)試之類的(de)能夠表(biao)征電極(ji)(ji)表(biao)面(mian)(mian)(mian)不(bu)均勻性的(de)研究方法。
4. 腐蝕金屬的電(dian)極反(fan)應相對(dui)于其(qi)他一些電(dian)化學過程而言比較緩慢。
此外，腐蝕電化學測試(shi)方法為原位(wei)技術，能夠比較真實(shi)地(di)反應金屬電極表(biao)面發(fa)生的(de)(de)實(shi)際腐蝕，擁有較強的(de)(de)靈(ling)敏度、操作簡單(dan)容易(yi)實(shi)施且實(shi)時性好的(de)(de)優(you)點(dian)。電化學實(shi)驗常用(yong)的(de)(de)方法有極化曲線、交(jiao)流(liu)阻抗(kang)及電位(wei)掃描等(deng)。
極(ji)(ji)(ji)化(hua)曲線的(de)(de)(de)(de)(de)測量有利于研究電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)過程(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)影響因素(su)和機理(li)。眾所(suo)周知，當我們探究可逆電(dian)(dian)(dian)池的(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)(fan)應(ying)時(shi)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)上(shang)基本(ben)上(shang)是不存(cun)在(zai)電(dian)(dian)(dian)流的(de)(de)(de)(de)(de)，各(ge)個電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)(fan)應(ying)基本(ben)都在(zai)平(ping)(ping)衡(heng)狀(zhuang)態下(xia)發生，所(suo)以該反(fan)(fan)應(ying)為可逆的(de)(de)(de)(de)(de)。但是一(yi)(yi)旦存(cun)在(zai)電(dian)(dian)(dian)流通過，電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)原本(ben)的(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)(ping)衡(heng)狀(zhuang)態就被打破，進而(er)導(dao)致電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)位(wei)偏離原本(ben)的(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)(ping)衡(heng)電(dian)(dian)(dian)位(wei)值，導(dao)致電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)反(fan)(fan)應(ying)處于一(yi)(yi)種(zhong)不可逆的(de)(de)(de)(de)(de)狀(zhuang)態，不可逆程(cheng)度隨(sui)著電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)流密度的(de)(de)(de)(de)(de)升高而(er)增強，即所(suo)謂的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)極(ji)(ji)(ji)化(hua)就是指(zhi)由于電(dian)(dian)(dian)流通過電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)而(er)導(dao)致電(dian)(dian)(dian)位(wei)偏離平(ping)(ping)衡(heng)值的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)種(zhong)現狀(zhuang)，極(ji)(ji)(ji)化(hua)曲線即表示電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)位(wei)與電(dian)(dian)(dian)流密度兩(liang)者間的(de)(de)(de)(de)(de)關系，其測試有以下(xia)幾種(zhong)方(fang)法。
a. 恒(heng)電位法(fa)
恒電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)法即將(jiang)被(bei)研究的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)固定(ding)在(zai)不同的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)上，然后測(ce)(ce)試對(dui)(dui)應電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)下(xia)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)流密(mi)度，在(zai)實際應用過程中使用較(jiao)(jiao)(jiao)為普遍的(de)是靜(jing)(jing)態(tai)法及動(dong)態(tai)法。所謂靜(jing)(jing)態(tai)法是指(zhi)控制電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)為某(mou)一個(ge)特(te)定(ding)值，測(ce)(ce)量相(xiang)(xiang)對(dui)(dui)應電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)下(xia)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)流密(mi)度，且(qie)(qie)依次(ci)(ci)測(ce)(ce)定(ding)整個(ge)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)下(xia)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)流密(mi)度，從而得到整個(ge)極(ji)(ji)化曲(qu)(qu)線(xian)；其(qi)(qi)次(ci)(ci)動(dong)態(tai)法指(zhi)控制電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)按(an)照較(jiao)(jiao)(jiao)為緩慢(man)的(de)速(su)度不停(ting)地變(bian)化，并且(qie)(qie)測(ce)(ce)量相(xiang)(xiang)對(dui)(dui)應電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)下(xia)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)流值，瞬時電(dian)(dian)(dian)(dian)流與其(qi)(qi)相(xiang)(xiang)對(dui)(dui)應的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)關系(xi)曲(qu)(qu)線(xian)即為極(ji)(ji)化曲(qu)(qu)線(xian)。這兩種方法中較(jiao)(jiao)(jiao)為廣泛使用的(de)是動(dong)態(tai)法測(ce)(ce)定(ding)極(ji)(ji)化曲(qu)(qu)線(xian)，該方法的(de)優點在(zai)于掃描速(su)度可以(yi)控制、可以(yi)自動(dong)測(ce)(ce)量并繪制極(ji)(ji)化曲(qu)(qu)線(xian)，其(qi)(qi)測(ce)(ce)量的(de)結果有較(jiao)(jiao)(jiao)高的(de)重現性，對(dui)(dui)于那些需要比較(jiao)(jiao)(jiao)的(de)實驗(yan)該方法為首選。
b. 恒電流法(fa)
恒電流法是指固定(ding)(ding)電極(ji)(ji)體系的電流密度為某(mou)一(yi)特定(ding)(ding)值，測(ce)定(ding)(ding)跟電流密度相(xiang)對應的電極(ji)(ji)電位。恒電流法測(ce)量極(ji)(ji)化曲線在(zai)測(ce)定(ding)(ding)過(guo)程(cheng)中電極(ji)(ji)很難達到一(yi)個穩(wen)定(ding)(ding)的狀態，所以(yi)在(zai)實際測(ce)量過(guo)程(cheng)中一(yi)般當電位接近(jin)穩(wen)定(ding)(ding)的時候即可以(yi)讀值。
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)化(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)阻(zu)(zu)抗(kang)（EIS)測試把電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)系統作(zuo)為一個等效(xiao)電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)，交流(liu)(liu)阻(zu)(zu)抗(kang)實驗的(de)(de)(de)(de)基本等效(xiao)電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)如圖5.2所示。該(gai)電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)的(de)(de)(de)(de)組(zu)(zu)成(cheng)(cheng)(cheng)元件(jian)有電(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)（R:金屬(shu)材料對(dui)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)的(de)(de)(de)(de)阻(zu)(zu)攔(lan)功能(neng)）、電(dian)(dian)(dian)(dian)感（L:于電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)中(zhong)對(dui)交流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)阻(zu)(zu)礙(ai)功能(neng)）及(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)（C:電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)中(zhong)對(dui)交流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)所引起的(de)(de)(de)(de)阻(zu)(zu)礙(ai)作(zuo)用）等，這些元件(jian)按照(zhao)串聯或者(zhe)并聯的(de)(de)(de)(de)方式組(zu)(zu)合起來形成(cheng)(cheng)(cheng)一個等效(xiao)電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)。測量電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)阻(zu)(zu)抗(kang)能(neng)夠確定等效(xiao)電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)的(de)(de)(de)(de)組(zu)(zu)成(cheng)(cheng)(cheng)方式及(ji)(ji)各組(zu)(zu)成(cheng)(cheng)(cheng)元件(jian)的(de)(de)(de)(de)值、通(tong)過這些元件(jian)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)含義就可以(yi)分析電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)電(dian)(dian)(dian)(dian)極過程的(de)(de)(de)(de)性質和電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)系統的(de)(de)(de)(de)結構(gou)。
