現階段腐蝕實驗是探究金(jin)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)極(ji)(ji)電(dian)(dian)位(wei)以及電(dian)(dian)流(liu)密(mi)度為腐蝕電(dian)(dian)化(hua)學(xue)(xue)實驗所要獲(huo)得的(de)重要參數，其中電(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)位(wei)表(biao)(biao)示電(dian)(dian)解液－金屬界(jie)面的(de)特性(xing)和結構；電(dian)(dian)流(liu)密(mi)度表(biao)(biao)示金屬材(cai)料表(biao)(biao)面上(shang)單位(wei)面積內電(dian)(dian)化(hua)學(xue)(xue)反應進行(xing)的(de)快慢。絕大多數電(dian)(dian)化(hua)學(xue)(xue)測(ce)試都是測(ce)定電(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)位(wei)跟(gen)電(dian)(dian)流(liu)密(mi)度這兩者間的(de)關聯。

 與其他電(dian)(dian)化(hua)學(xue)過程（如電(dian)(dian)鍍、電(dian)(dian)解及(ji)化(hua)學(xue)電(dian)(dian)源等）相比(bi)，金屬(shu)電(dian)(dian)化(hua)學(xue)腐蝕(shi)測量過程的對象(xiang)是金屬(shu)電(dian)(dian)極，該過程有(you)如下特點：

   1. 金屬(shu)發生腐(fu)蝕的(de)整個腐(fu)蝕體系由數個電(dian)(dian)極(ji)反應(ying)耦合(he)而成，同時在整個電(dian)(dian)極(ji)表面上(shang)也發生著數個電(dian)(dian)極(ji)反應(ying)，所以與只具有(you)一(yi)個電(dian)(dian)極(ji)反應(ying)的(de)電(dian)(dian)極(ji)系統(tong)相比，其在分析(xi)和(he)處理(li)腐(fu)蝕電(dian)(dian)化學(xue)實驗結果上(shang)有(you)著一(yi)定(ding)特(te)別(bie)之(zhi)處。

  2. 電極金屬(shu)材料發生陽極溶解反(fan)應，即腐蝕金屬(shu)自身參與的反(fan)應是電極系統中電極反(fan)應中的一種(zhong)。

  3. 測量過程中不(bu)可(ke)以只探究(jiu)整個電(dian)極表(biao)面(mian)(mian)總(zong)的(de)(de)電(dian)化學(xue)行為(wei)，因為(wei)電(dian)極表(biao)面(mian)(mian)表(biao)現為(wei)多(duo)層結構(gou)，金屬電(dian)極上有(you)著腐蝕(shi)產物銹(xiu)層、腐蝕(shi)孔及(ji)表(biao)面(mian)(mian)膜(mo)，導(dao)致電(dian)極表(biao)面(mian)(mian)具(ju)有(you)不(bu)光滑的(de)(de)特點，容(rong)易發生(sheng)各(ge)種形式的(de)(de)局部腐蝕(shi)，所(suo)以有(you)必(bi)要發展如(ru)微區電(dian)化學(xue)測試之(zhi)類的(de)(de)能(neng)夠表(biao)征電(dian)極表(biao)面(mian)(mian)不(bu)均勻性的(de)(de)研(yan)究(jiu)方(fang)法(fa)。

  4. 腐蝕金屬的電極反應相對(dui)于其他一些電化學過(guo)程而言比(bi)較緩(huan)慢。

 此外，腐蝕電(dian)化學(xue)測試方法為原位(wei)技術，能(neng)夠比較真實(shi)(shi)地(di)反應金屬(shu)電(dian)極(ji)表面(mian)發生(sheng)的(de)(de)實(shi)(shi)際腐蝕，擁有較強(qiang)的(de)(de)靈敏(min)度、操作簡單容易實(shi)(shi)施且(qie)實(shi)(shi)時性好(hao)的(de)(de)優點(dian)。電(dian)化學(xue)實(shi)(shi)驗常(chang)用(yong)的(de)(de)方法有極(ji)化曲線、交流阻(zu)抗(kang)及(ji)電(dian)位(wei)掃描等。

  極(ji)(ji)化曲(qu)線(xian)的(de)(de)測量有(you)利于(yu)研究(jiu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)過程的(de)(de)影(ying)響因素和(he)機(ji)理。眾所(suo)周知，當我們(men)探究(jiu)可(ke)逆(ni)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池的(de)(de)反(fan)應(ying)(ying)時(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)上基(ji)本(ben)上是(shi)不存(cun)在電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)的(de)(de)，各個電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)的(de)(de)反(fan)應(ying)(ying)基(ji)本(ben)都在平衡(heng)狀(zhuang)態(tai)下發生，所(suo)以該反(fan)應(ying)(ying)為可(ke)逆(ni)的(de)(de)。但(dan)是(shi)一(yi)旦存(cun)在電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)通過，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)原(yuan)本(ben)的(de)(de)平衡(heng)狀(zhuang)態(tai)就被打破，進而導致電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)偏離(li)原(yuan)本(ben)的(de)(de)平衡(heng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)值，導致電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)反(fan)應(ying)(ying)處(chu)于(yu)一(yi)種(zhong)(zhong)不可(ke)逆(ni)的(de)(de)狀(zhuang)態(tai)，不可(ke)逆(ni)程度(du)隨著電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)密度(du)的(de)(de)升高而增強，即所(suo)謂的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)極(ji)(ji)化就是(shi)指由于(yu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)通過電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)而導致電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)偏離(li)平衡(heng)值的(de)(de)一(yi)種(zhong)(zhong)現(xian)狀(zhuang)，極(ji)(ji)化曲(qu)線(xian)即表示電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)與電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)密度(du)兩者間的(de)(de)關系，其測試有(you)以下幾種(zhong)(zhong)方(fang)法。

a. 恒電位法

  恒電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)法(fa)(fa)即(ji)將被(bei)研究的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)固定(ding)在不同的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)上，然(ran)后(hou)測(ce)(ce)(ce)試對應電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)下的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)密度，在實際應用過程中使(shi)用較(jiao)為(wei)普(pu)遍(bian)的(de)(de)(de)(de)是(shi)靜(jing)(jing)態法(fa)(fa)及(ji)動態法(fa)(fa)。所謂靜(jing)(jing)態法(fa)(fa)是(shi)指控制(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)為(wei)某(mou)一個特(te)定(ding)值(zhi)，測(ce)(ce)(ce)量相對應電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)下的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)密度，且(qie)依次測(ce)(ce)(ce)定(ding)整(zheng)(zheng)個電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)下的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)密度，從而得到整(zheng)(zheng)個極(ji)(ji)化(hua)曲線(xian)(xian)；其次動態法(fa)(fa)指控制(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)按照較(jiao)為(wei)緩慢(man)的(de)(de)(de)(de)速(su)度不停(ting)地變化(hua)，并且(qie)測(ce)(ce)(ce)量相對應電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)下的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)值(zhi)，瞬(shun)時電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)與(yu)其相對應的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)關系曲線(xian)(xian)即(ji)為(wei)極(ji)(ji)化(hua)曲線(xian)(xian)。這兩種(zhong)方(fang)法(fa)(fa)中較(jiao)為(wei)廣泛使(shi)用的(de)(de)(de)(de)是(shi)動態法(fa)(fa)測(ce)(ce)(ce)定(ding)極(ji)(ji)化(hua)曲線(xian)(xian)，該(gai)方(fang)法(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)優點(dian)在于掃描速(su)度可以控制(zhi)、可以自動測(ce)(ce)(ce)量并繪制(zhi)極(ji)(ji)化(hua)曲線(xian)(xian)，其測(ce)(ce)(ce)量的(de)(de)(de)(de)結果(guo)有較(jiao)高的(de)(de)(de)(de)重現性，對于那些需要比(bi)較(jiao)的(de)(de)(de)(de)實驗該(gai)方(fang)法(fa)(fa)為(wei)首選。

b. 恒電流法

  恒(heng)電(dian)(dian)流(liu)法是指固定電(dian)(dian)極(ji)體系的(de)電(dian)(dian)流(liu)密度(du)為某一特定值，測定跟電(dian)(dian)流(liu)密度(du)相對(dui)應的(de)電(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)位(wei)。恒(heng)電(dian)(dian)流(liu)法測量(liang)極(ji)化(hua)曲線在測定過程中(zhong)電(dian)(dian)極(ji)很難達到一個穩(wen)定的(de)狀態，所以(yi)在實際(ji)測量(liang)過程中(zhong)一般當電(dian)(dian)位(wei)接近(jin)穩(wen)定的(de)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E_b為金屬材料的點蝕電位，E_p為保護電位。同樣的實驗狀態下點蝕電位（E_b)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，（E_b-E_p)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（E_p)和點蝕電位（E_b)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<E_p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E_p<E<E_b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（R_p);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)化(hua)學(xue)(xue)(xue)阻抗（EIS)測試把電(dian)(dian)化(hua)學(xue)(xue)(xue)系統作為一個(ge)等效(xiao)電(dian)(dian)路(lu)(lu)，交(jiao)(jiao)流(liu)阻抗實驗的(de)(de)基本等效(xiao)電(dian)(dian)路(lu)(lu)如圖5.2所示。該(gai)電(dian)(dian)路(lu)(lu)的(de)(de)組成(cheng)元(yuan)件(jian)有電(dian)(dian)阻（R:金屬材料對(dui)(dui)電(dian)(dian)流(liu)的(de)(de)阻攔功(gong)能(neng)）、電(dian)(dian)感（L:于電(dian)(dian)路(lu)(lu)中(zhong)對(dui)(dui)交(jiao)(jiao)流(liu)電(dian)(dian)的(de)(de)阻礙功(gong)能(neng)）及電(dian)(dian)容（C:電(dian)(dian)路(lu)(lu)中(zhong)對(dui)(dui)交(jiao)(jiao)流(liu)電(dian)(dian)所引起(qi)的(de)(de)阻礙作用）等，這(zhe)(zhe)些元(yuan)件(jian)按照(zhao)串聯或(huo)者并聯的(de)(de)方(fang)式(shi)組合起(qi)來形成(cheng)一個(ge)等效(xiao)電(dian)(dian)路(lu)(lu)。測量電(dian)(dian)化(hua)學(xue)(xue)(xue)阻抗能(neng)夠確定等效(xiao)電(dian)(dian)路(lu)(lu)的(de)(de)組成(cheng)方(fang)式(shi)及各組成(cheng)元(yuan)件(jian)的(de)(de)值、通過(guo)這(zhe)(zhe)些元(yuan)件(jian)的(de)(de)電(dian)(dian)化(hua)學(xue)(xue)(xue)含義就可以分析電(dian)(dian)化(hua)學(xue)(xue)(xue)電(dian)(dian)極過(guo)程的(de)(de)性質(zhi)和(he)電(dian)(dian)化(hua)學(xue)(xue)(xue)系統的(de)(de)結構。