Tafel曲線外推法測試金屬腐蝕速度

在使用金屬的過程中，人們不僅關心它是否會發生腐蝕(熱力學可能性)，更關心其腐蝕速度的大小(動力學問題)。腐蝕速度表示單位時間內金屬腐蝕的程度。迄今為止，普遍應用的測定腐蝕速度方法仍然是經典的失重法。失重法的優點是準確可靠，但由于實驗周期長，需要做多組平行實驗并且操作麻煩，所以滿足不了快速的要求。電化學方法的優點是快速簡便并有可能用于現場監控，因而得到了人們的重視。

1905年，塔菲爾(Tafel)提出了塔菲爾關系式，也即：在過電位足夠大(η >50mv)時，過電位與電流密度有如下的定量關系，稱為塔菲爾公式：

η=a+blni

式中 i 是電流密度; a,b是常數。常數a 是電流密度 等于1A·cm^-2時的超電勢值，它與電極材料、電極表面狀態、溶液組成以及實驗溫度等密切相關。 b的數值對于大多數的金屬來說相差不多，在常溫下接近于0.050V。如用以10為低的對數， 約為0.116V。這意味著，電流密度增加10倍，則過電位約增加0.116V。

Tafel曲線外推法求i_corr

Tafel曲線外推法求 如用η為縱坐標， lg i為橫坐標作圖，塔菲爾關系是一條直線(如上圖所示)。這個關系在電流密度很小時不能與事實相符合。因為按照該公式，當i→ 0時，η 應趨向-∞，這當然是不對的。當i→ 0時，電極上的情況接近于可逆電極， 應該是零而不應該是- ∞。實際上，在低電流密度時，過電位不遵守塔菲爾公式而出現了另外一種性質的關系，即過電位與通過電極的電流密度成正比，可表示為η=ωi。

如上圖所示，在強極化區，即過電位足夠大(η >50mv)時，過電位與電流密度成一直線。陽極極化曲線與陰極極化曲線直線區(符合塔菲爾關系)的延長線交于一點，該點對應的電流即為金屬腐蝕達到穩定狀態的電流，即是該金屬的腐蝕電流 i_corr。

塔菲爾曲線外推法的主要缺點：首先，對腐蝕體系極化較強、電極電位偏離自腐蝕電位較遠，對腐蝕體系的干擾太大。其次，由于極化到塔菲爾直線段所需電流較大，易引起電極表面的狀態、真實表面積和周圍介質的顯著變化;而且大電流作用下溶液歐姆電勢降對電勢測量和控制的影響較大，可能使塔菲爾直線變短，也可能使本來彎曲的極化曲線部分變直，從而對測得的i_corr 帶來誤差。第三，由于有些腐蝕體系的塔菲爾直線段不甚明顯，在用外推法作圖時容易引起一定的人為誤差。要得到滿意的結果，塔菲爾區至少要有一個數量級以上的電流范圍。但在許多體系中，由于濃差極化或陽極鈍化等因素的干擾，往往得不到這種結果。

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