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)極(ji)(ji)電(dian)(dian)位以(yi)及電(dian)(dian)流(liu)密(mi)度(du)為腐(fu)蝕電(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)實驗所要獲得的重要參(can)數，其中電(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)位表(biao)示(shi)電(dian)(dian)解液－金(jin)屬(shu)界面(mian)的特(te)性和結構(gou)；電(dian)(dian)流(liu)密(mi)度(du)表(biao)示(shi)金(jin)屬(shu)材料表(biao)面(mian)上單位面(mian)積內電(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)反應(ying)進行(xing)的快慢。絕(jue)大多數電(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)測(ce)試(shi)都(dou)是測(ce)定電(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)位跟電(dian)(dian)流(liu)密(mi)度(du)這兩者間的關(guan)聯。
與其他電化學(xue)過程（如電鍍(du)、電解及化學(xue)電源等(deng)）相比，金(jin)屬(shu)電化學(xue)腐蝕測量(liang)過程的對象是金(jin)屬(shu)電極(ji)，該過程有如下(xia)特點：
1. 金屬(shu)發生腐(fu)蝕(shi)的整(zheng)個腐(fu)蝕(shi)體系由數(shu)個電(dian)(dian)極(ji)反應(ying)耦合而成，同時在(zai)(zai)整(zheng)個電(dian)(dian)極(ji)表面上也(ye)發生著數(shu)個電(dian)(dian)極(ji)反應(ying)，所(suo)以(yi)與只(zhi)具(ju)有一(yi)個電(dian)(dian)極(ji)反應(ying)的電(dian)(dian)極(ji)系統相比，其(qi)在(zai)(zai)分析和處理(li)腐(fu)蝕(shi)電(dian)(dian)化學實(shi)驗結果上有著一(yi)定特別之處。
2. 電(dian)(dian)極(ji)金屬材(cai)料發生陽極(ji)溶(rong)解反應(ying)，即腐蝕金屬自(zi)身參與(yu)的反應(ying)是(shi)電(dian)(dian)極(ji)系(xi)統中電(dian)(dian)極(ji)反應(ying)中的一(yi)種。
3. 測(ce)(ce)量(liang)過程(cheng)中不可以只探(tan)究整個電極表(biao)(biao)面(mian)(mian)總(zong)的(de)電化學行為，因為電極表(biao)(biao)面(mian)(mian)表(biao)(biao)現為多層(ceng)結構(gou)，金(jin)屬電極上(shang)有(you)著腐蝕(shi)產物銹層(ceng)、腐蝕(shi)孔及(ji)表(biao)(biao)面(mian)(mian)膜，導致(zhi)電極表(biao)(biao)面(mian)(mian)具有(you)不光滑的(de)特點，容易發生各種(zhong)形式的(de)局(ju)部腐蝕(shi)，所以有(you)必(bi)要發展如微區電化學測(ce)(ce)試之類的(de)能夠表(biao)(biao)征電極表(biao)(biao)面(mian)(mian)不均勻性的(de)研究方法。
4. 腐蝕金屬(shu)的電(dian)極(ji)反應(ying)相對于其他一些電(dian)化(hua)學過程而(er)言比較緩(huan)慢(man)。
此(ci)外，腐蝕(shi)電(dian)(dian)化學測試方法為原位技術，能夠比較真實地反應金屬電(dian)(dian)極表(biao)面(mian)發生的(de)實際(ji)腐蝕(shi)，擁有較強的(de)靈敏(min)度、操(cao)作簡單容易(yi)實施(shi)且實時性(xing)好的(de)優點。電(dian)(dian)化學實驗常(chang)用的(de)方法有極化曲(qu)線、交(jiao)流(liu)阻抗及電(dian)(dian)位掃(sao)描(miao)等。
極(ji)化(hua)(hua)曲線的(de)(de)(de)(de)(de)(de)測(ce)量有利于(yu)研究電(dian)極(ji)過(guo)程(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響因素(su)和機理。眾所(suo)(suo)周(zhou)知，當我(wo)們探究可逆電(dian)池(chi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)應(ying)時(shi)電(dian)極(ji)上基(ji)本(ben)(ben)上是不(bu)存(cun)(cun)在電(dian)流(liu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，各個電(dian)極(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)應(ying)基(ji)本(ben)(ben)都在平(ping)衡(heng)(heng)狀(zhuang)態(tai)下(xia)發生，所(suo)(suo)以該反(fan)應(ying)為可逆的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。但是一(yi)(yi)旦(dan)存(cun)(cun)在電(dian)流(liu)通(tong)過(guo)，電(dian)極(ji)原本(ben)(ben)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)衡(heng)(heng)狀(zhuang)態(tai)就被打破，進而(er)導致(zhi)電(dian)極(ji)電(dian)位(wei)偏離原本(ben)(ben)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)衡(heng)(heng)電(dian)位(wei)值，導致(zhi)電(dian)極(ji)反(fan)應(ying)處于(yu)一(yi)(yi)種(zhong)不(bu)可逆的(de)(de)(de)(de)(de)(de)狀(zhuang)態(tai)，不(bu)可逆程(cheng)度(du)(du)隨(sui)著電(dian)極(ji)電(dian)流(liu)密(mi)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)升高而(er)增強(qiang)，即(ji)所(suo)(suo)謂的(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)極(ji)極(ji)化(hua)(hua)就是指(zhi)由于(yu)電(dian)流(liu)通(tong)過(guo)電(dian)極(ji)而(er)導致(zhi)電(dian)位(wei)偏離平(ping)衡(heng)(heng)值的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)種(zhong)現狀(zhuang)，極(ji)化(hua)(hua)曲線即(ji)表示電(dian)極(ji)電(dian)位(wei)與電(dian)流(liu)密(mi)度(du)(du)兩者間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)關系，其測(ce)試有以下(xia)幾(ji)種(zhong)方法。
a. 恒電位法
恒(heng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位法(fa)(fa)即(ji)將(jiang)被研究(jiu)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位固定(ding)在(zai)不同的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位上，然后測(ce)(ce)試(shi)對(dui)(dui)應電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位下的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)密度(du)，在(zai)實際應用(yong)過(guo)程中(zhong)使用(yong)較(jiao)為(wei)(wei)普遍的(de)(de)(de)(de)(de)是靜態(tai)(tai)(tai)法(fa)(fa)及動(dong)態(tai)(tai)(tai)法(fa)(fa)。所(suo)謂靜態(tai)(tai)(tai)法(fa)(fa)是指控(kong)制電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位為(wei)(wei)某一個(ge)特定(ding)值，測(ce)(ce)量相(xiang)(xiang)對(dui)(dui)應電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位下的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)密度(du)，且(qie)依次(ci)(ci)測(ce)(ce)定(ding)整(zheng)個(ge)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位下的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)密度(du)，從而得到整(zheng)個(ge)極化(hua)曲(qu)線(xian)(xian)；其次(ci)(ci)動(dong)態(tai)(tai)(tai)法(fa)(fa)指控(kong)制電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位按照較(jiao)為(wei)(wei)緩慢的(de)(de)(de)(de)(de)速度(du)不停(ting)地變(bian)化(hua)，并(bing)且(qie)測(ce)(ce)量相(xiang)(xiang)對(dui)(dui)應電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位下的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)值，瞬時(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)與其相(xiang)(xiang)對(dui)(dui)應的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位關系曲(qu)線(xian)(xian)即(ji)為(wei)(wei)極化(hua)曲(qu)線(xian)(xian)。這兩種方法(fa)(fa)中(zhong)較(jiao)為(wei)(wei)廣泛(fan)使用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)是動(dong)態(tai)(tai)(tai)法(fa)(fa)測(ce)(ce)定(ding)極化(hua)曲(qu)線(xian)(xian)，該方法(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)優點在(zai)于(yu)掃描速度(du)可以控(kong)制、可以自動(dong)測(ce)(ce)量并(bing)繪(hui)制極化(hua)曲(qu)線(xian)(xian)，其測(ce)(ce)量的(de)(de)(de)(de)(de)結果有(you)較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)重現性(xing)，對(dui)(dui)于(yu)那(nei)些需(xu)要(yao)比較(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)實驗該方法(fa)(fa)為(wei)(wei)首選。
b. 恒(heng)電流法(fa)
恒(heng)電(dian)(dian)(dian)(dian)流法(fa)是(shi)指(zhi)固(gu)定(ding)(ding)電(dian)(dian)(dian)(dian)極體系的電(dian)(dian)(dian)(dian)流密(mi)(mi)度為某一(yi)(yi)特定(ding)(ding)值，測(ce)定(ding)(ding)跟電(dian)(dian)(dian)(dian)流密(mi)(mi)度相對應(ying)的電(dian)(dian)(dian)(dian)極電(dian)(dian)(dian)(dian)位。恒(heng)電(dian)(dian)(dian)(dian)流法(fa)測(ce)量極化曲線在測(ce)定(ding)(ding)過(guo)程(cheng)中(zhong)電(dian)(dian)(dian)(dian)極很難達到一(yi)(yi)個穩定(ding)(ding)的狀(zhuang)態，所以在實際測(ce)量過(guo)程(cheng)中(zhong)一(yi)(yi)般當電(dian)(dian)(dian)(dian)位接(jie)近穩定(ding)(ding)的時候即(ji)可以讀值。
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)化學(xue)阻(zu)抗（EIS)測試(shi)把(ba)電(dian)(dian)化學(xue)系(xi)統作為一(yi)個(ge)等(deng)效電(dian)(dian)路(lu)，交(jiao)流(liu)阻(zu)抗實(shi)驗的(de)(de)(de)基(ji)本等(deng)效電(dian)(dian)路(lu)如圖5.2所示(shi)。該電(dian)(dian)路(lu)的(de)(de)(de)組成元(yuan)件(jian)有電(dian)(dian)阻(zu)（R:金屬材料對電(dian)(dian)流(liu)的(de)(de)(de)阻(zu)攔功能(neng)(neng)）、電(dian)(dian)感(gan)（L:于電(dian)(dian)路(lu)中對交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)的(de)(de)(de)阻(zu)礙功能(neng)(neng)）及電(dian)(dian)容（C:電(dian)(dian)路(lu)中對交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)所引(yin)起的(de)(de)(de)阻(zu)礙作用(yong)）等(deng)，這些元(yuan)件(jian)按照串聯或者并聯的(de)(de)(de)方式組合起來形(xing)成一(yi)個(ge)等(deng)效電(dian)(dian)路(lu)。測量電(dian)(dian)化學(xue)阻(zu)抗能(neng)(neng)夠確(que)定等(deng)效電(dian)(dian)路(lu)的(de)(de)(de)組成方式及各組成元(yuan)件(jian)的(de)(de)(de)值、通(tong)過這些元(yuan)件(jian)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)化學(xue)含義(yi)就可以分析電(dian)(dian)化學(xue)電(dian)(dian)極過程的(de)(de)(de)性質(zhi)和電(dian)(dian)化學(xue)系(xi)統的(de)(de)(de)結構。
