現階段腐蝕實驗是探究金屬(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(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位以及電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密度(du)為腐蝕電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學實驗所要獲(huo)得(de)的(de)(de)(de)重(zhong)要參(can)數(shu)，其中電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位表(biao)(biao)示(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解液－金屬(shu)界面的(de)(de)(de)特性(xing)和結構；電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密度(du)表(biao)(biao)示(shi)金屬(shu)材料表(biao)(biao)面上單位面積內電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學反應進行的(de)(de)(de)快慢(man)。絕(jue)大多(duo)數(shu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學測試都是測定電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位跟(gen)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密度(du)這(zhe)兩者(zhe)間的(de)(de)(de)關聯。
與其他電(dian)化(hua)學(xue)(xue)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)（如(ru)(ru)電(dian)鍍、電(dian)解(jie)及化(hua)學(xue)(xue)電(dian)源(yuan)等）相比，金(jin)屬(shu)電(dian)化(hua)學(xue)(xue)腐蝕測量過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)的對(dui)象是金(jin)屬(shu)電(dian)極(ji)，該過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)有(you)如(ru)(ru)下特點：
1. 金屬(shu)發生(sheng)腐(fu)蝕的整個(ge)(ge)腐(fu)蝕體系由數(shu)(shu)個(ge)(ge)電(dian)(dian)極(ji)反(fan)應(ying)(ying)耦合而成，同時在(zai)(zai)整個(ge)(ge)電(dian)(dian)極(ji)表(biao)面上(shang)也發生(sheng)著(zhu)數(shu)(shu)個(ge)(ge)電(dian)(dian)極(ji)反(fan)應(ying)(ying)，所以與只具有(you)一(yi)個(ge)(ge)電(dian)(dian)極(ji)反(fan)應(ying)(ying)的電(dian)(dian)極(ji)系統相(xiang)比(bi)，其在(zai)(zai)分析和處(chu)理腐(fu)蝕電(dian)(dian)化學實驗結(jie)果(guo)上(shang)有(you)著(zhu)一(yi)定特別之(zhi)處(chu)。
2. 電極(ji)(ji)金(jin)屬材(cai)料(liao)發生陽極(ji)(ji)溶解反應(ying)，即腐蝕金(jin)屬自身參與的(de)反應(ying)是電極(ji)(ji)系統中(zhong)電極(ji)(ji)反應(ying)中(zhong)的(de)一種。
3. 測(ce)量過程中(zhong)不(bu)可(ke)以只探究整(zheng)個電極表面總的電化(hua)學行為，因為電極表面表現為多(duo)層(ceng)(ceng)結構，金(jin)屬電極上有(you)(you)著(zhu)腐蝕產物銹(xiu)層(ceng)(ceng)、腐蝕孔及表面膜，導致電極表面具有(you)(you)不(bu)光滑的特點，容易(yi)發生各(ge)種形式的局部(bu)腐蝕，所以有(you)(you)必要(yao)發展如(ru)微區(qu)電化(hua)學測(ce)試之類的能夠表征電極表面不(bu)均勻(yun)性的研究方法。
4. 腐蝕(shi)金(jin)屬的電極反應相對于其他一些電化(hua)學過程而言比(bi)較緩慢(man)。
此(ci)外，腐蝕(shi)電(dian)(dian)化學測試方法為(wei)原位(wei)技術，能(neng)夠(gou)比(bi)較(jiao)真實(shi)地反應金屬電(dian)(dian)極表面發(fa)生(sheng)的(de)(de)實(shi)際(ji)腐蝕(shi)，擁有較(jiao)強的(de)(de)靈敏度(du)、操作簡單容易實(shi)施(shi)且實(shi)時性好的(de)(de)優點。電(dian)(dian)化學實(shi)驗常(chang)用的(de)(de)方法有極化曲線(xian)、交流阻抗及(ji)電(dian)(dian)位(wei)掃描(miao)等(deng)。
極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)化(hua)曲線的(de)(de)(de)測量(liang)有利于(yu)研究電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)過程(cheng)的(de)(de)(de)影響因(yin)素和機理。眾(zhong)所周知，當我們(men)探究可逆(ni)電(dian)(dian)(dian)(dian)池的(de)(de)(de)反(fan)(fan)應(ying)時電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)上(shang)基本(ben)上(shang)是(shi)不(bu)存(cun)在電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)的(de)(de)(de)，各個電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)反(fan)(fan)應(ying)基本(ben)都在平衡(heng)(heng)(heng)狀(zhuang)態(tai)下發生，所以該反(fan)(fan)應(ying)為(wei)可逆(ni)的(de)(de)(de)。但是(shi)一(yi)旦存(cun)在電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)通過，電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)原本(ben)的(de)(de)(de)平衡(heng)(heng)(heng)狀(zhuang)態(tai)就(jiu)被打破，進而(er)(er)(er)導致(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位偏離原本(ben)的(de)(de)(de)平衡(heng)(heng)(heng)電(dian)(dian)(dian)(dian)位值，導致(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)反(fan)(fan)應(ying)處于(yu)一(yi)種(zhong)不(bu)可逆(ni)的(de)(de)(de)狀(zhuang)態(tai)，不(bu)可逆(ni)程(cheng)度隨著電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密(mi)度的(de)(de)(de)升(sheng)高(gao)而(er)(er)(er)增強，即所謂(wei)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)化(hua)就(jiu)是(shi)指由于(yu)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)通過電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)而(er)(er)(er)導致(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)位偏離平衡(heng)(heng)(heng)值的(de)(de)(de)一(yi)種(zhong)現狀(zhuang)，極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)化(hua)曲線即表示電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位與電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密(mi)度兩者間的(de)(de)(de)關系(xi)，其測試有以下幾種(zhong)方法。
a. 恒電(dian)位(wei)法
恒電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)法即將被(bei)研究的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)固定(ding)(ding)(ding)在不(bu)同的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)上，然后測試對應(ying)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)下的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)流密度，在實際(ji)應(ying)用(yong)過程(cheng)中使(shi)用(yong)較(jiao)為普遍的(de)(de)(de)(de)是靜(jing)(jing)態法及(ji)動態法。所謂靜(jing)(jing)態法是指(zhi)控制(zhi)(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)為某一(yi)個(ge)特定(ding)(ding)(ding)值，測量(liang)相(xiang)對應(ying)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)下的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)流密度，且依次測定(ding)(ding)(ding)整個(ge)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)下的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)流密度，從而得到整個(ge)極(ji)化(hua)曲(qu)(qu)線(xian)；其次動態法指(zhi)控制(zhi)(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)按照較(jiao)為緩慢(man)的(de)(de)(de)(de)速(su)度不(bu)停地變化(hua)，并(bing)且測量(liang)相(xiang)對應(ying)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)下的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)流值，瞬時電(dian)(dian)(dian)(dian)流與其相(xiang)對應(ying)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)關(guan)系(xi)曲(qu)(qu)線(xian)即為極(ji)化(hua)曲(qu)(qu)線(xian)。這(zhe)兩種方法中較(jiao)為廣泛使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)(de)是動態法測定(ding)(ding)(ding)極(ji)化(hua)曲(qu)(qu)線(xian)，該方法的(de)(de)(de)(de)優(you)點在于(yu)掃描速(su)度可(ke)以(yi)控制(zhi)(zhi)、可(ke)以(yi)自動測量(liang)并(bing)繪制(zhi)(zhi)極(ji)化(hua)曲(qu)(qu)線(xian)，其測量(liang)的(de)(de)(de)(de)結(jie)果(guo)有較(jiao)高的(de)(de)(de)(de)重現性(xing)，對于(yu)那些(xie)需要(yao)比(bi)較(jiao)的(de)(de)(de)(de)實驗(yan)該方法為首(shou)選。
b. 恒電(dian)流法(fa)
恒(heng)電(dian)流法是指(zhi)固定(ding)(ding)(ding)電(dian)極體系的電(dian)流密(mi)度為某(mou)一(yi)特定(ding)(ding)(ding)值(zhi)，測(ce)定(ding)(ding)(ding)跟(gen)電(dian)流密(mi)度相對應的電(dian)極電(dian)位。恒(heng)電(dian)流法測(ce)量(liang)極化曲線在測(ce)定(ding)(ding)(ding)過(guo)程(cheng)中電(dian)極很難達到一(yi)個穩定(ding)(ding)(ding)的狀態，所以在實際測(ce)量(liang)過(guo)程(cheng)中一(yi)般當電(dian)位接近穩定(ding)(ding)(ding)的時(shi)候(hou)即可以讀值(zhi)。
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)化學(xue)(xue)(xue)(xue)阻(zu)抗(kang)（EIS)測(ce)試把電(dian)(dian)(dian)化學(xue)(xue)(xue)(xue)系統(tong)(tong)作為一(yi)個等(deng)效(xiao)電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)，交流(liu)阻(zu)抗(kang)實驗的(de)(de)(de)(de)基本等(deng)效(xiao)電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)如圖5.2所(suo)示。該電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)的(de)(de)(de)(de)組(zu)成(cheng)元件有電(dian)(dian)(dian)阻(zu)（R:金屬材料(liao)對(dui)電(dian)(dian)(dian)流(liu)的(de)(de)(de)(de)阻(zu)攔(lan)功能）、電(dian)(dian)(dian)感（L:于電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)中(zhong)對(dui)交流(liu)電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)阻(zu)礙功能）及電(dian)(dian)(dian)容（C:電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)中(zhong)對(dui)交流(liu)電(dian)(dian)(dian)所(suo)引起的(de)(de)(de)(de)阻(zu)礙作用(yong)）等(deng)，這些元件按照串聯或(huo)者并聯的(de)(de)(de)(de)方式(shi)組(zu)合起來形成(cheng)一(yi)個等(deng)效(xiao)電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)。測(ce)量電(dian)(dian)(dian)化學(xue)(xue)(xue)(xue)阻(zu)抗(kang)能夠確(que)定等(deng)效(xiao)電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)的(de)(de)(de)(de)組(zu)成(cheng)方式(shi)及各組(zu)成(cheng)元件的(de)(de)(de)(de)值、通過(guo)這些元件的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)化學(xue)(xue)(xue)(xue)含義就可以分析電(dian)(dian)(dian)化學(xue)(xue)(xue)(xue)電(dian)(dian)(dian)極過(guo)程的(de)(de)(de)(de)性質和電(dian)(dian)(dian)化學(xue)(xue)(xue)(xue)系統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)結構。
