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)極電(dian)(dian)位(wei)以及電(dian)(dian)流密(mi)度為腐蝕電(dian)(dian)化學(xue)實驗所要獲(huo)得(de)的(de)(de)重(zhong)要參數，其中(zhong)電(dian)(dian)極電(dian)(dian)位(wei)表示電(dian)(dian)解液－金屬界(jie)面的(de)(de)特性和(he)結構；電(dian)(dian)流密(mi)度表示金屬材料表面上單位(wei)面積內(nei)電(dian)(dian)化學(xue)反應進行的(de)(de)快慢。絕大多數電(dian)(dian)化學(xue)測(ce)試(shi)都(dou)是(shi)測(ce)定電(dian)(dian)極電(dian)(dian)位(wei)跟電(dian)(dian)流密(mi)度這(zhe)兩(liang)者間的(de)(de)關聯。
與(yu)其他電化(hua)學(xue)過(guo)程（如(ru)(ru)電鍍(du)、電解及化(hua)學(xue)電源等(deng)）相(xiang)比，金屬(shu)電化(hua)學(xue)腐蝕測量過(guo)程的對象(xiang)是(shi)金屬(shu)電極，該過(guo)程有如(ru)(ru)下特點：
1. 金屬(shu)發生腐蝕的整(zheng)個(ge)(ge)腐蝕體(ti)系由數個(ge)(ge)電(dian)極(ji)反應(ying)耦合而(er)成(cheng)，同時在整(zheng)個(ge)(ge)電(dian)極(ji)表面上也發生著數個(ge)(ge)電(dian)極(ji)反應(ying)，所以與只(zhi)具有一個(ge)(ge)電(dian)極(ji)反應(ying)的電(dian)極(ji)系統相比(bi)，其在分(fen)析和處(chu)理腐蝕電(dian)化學(xue)實(shi)驗結果上有著一定特別之處(chu)。
2. 電(dian)極金屬材料發生陽極溶解反(fan)應，即(ji)腐蝕金屬自身參與的反(fan)應是電(dian)極系統中電(dian)極反(fan)應中的一種。
3. 測量過程中不可(ke)以只探(tan)究整(zheng)個電極表面(mian)總的(de)(de)電化(hua)(hua)學行為，因為電極表面(mian)表現(xian)為多(duo)層結(jie)構，金屬(shu)電極上有著(zhu)腐蝕(shi)產物銹層、腐蝕(shi)孔及表面(mian)膜，導致電極表面(mian)具有不光滑的(de)(de)特點，容(rong)易發生各種形式的(de)(de)局部腐蝕(shi)，所以有必要發展如微區電化(hua)(hua)學測試之類的(de)(de)能夠(gou)表征(zheng)電極表面(mian)不均(jun)勻性的(de)(de)研究方法(fa)。
4. 腐(fu)蝕金屬的(de)電(dian)極反(fan)應(ying)相對于其他一些電(dian)化學過程而言比較緩慢。
此外，腐(fu)(fu)蝕電(dian)化(hua)學(xue)(xue)測試方法為原(yuan)位(wei)技(ji)術，能夠比較真實地反應(ying)金屬電(dian)極表面發生的實際腐(fu)(fu)蝕，擁有較強的靈(ling)敏度、操(cao)作簡(jian)單(dan)容(rong)易實施且實時性好的優點。電(dian)化(hua)學(xue)(xue)實驗常用(yong)的方法有極化(hua)曲線、交流阻抗及電(dian)位(wei)掃描等。
極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)化曲(qu)線的(de)(de)(de)測量有利(li)于(yu)(yu)(yu)研(yan)究(jiu)(jiu)電(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)過程的(de)(de)(de)影響因素和機(ji)理。眾所周知，當我們探(tan)究(jiu)(jiu)可(ke)逆電(dian)池的(de)(de)(de)反(fan)(fan)應(ying)時(shi)電(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)上基本上是(shi)不存(cun)在(zai)電(dian)流的(de)(de)(de)，各個電(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)反(fan)(fan)應(ying)基本都在(zai)平衡狀態(tai)下發生(sheng)，所以該反(fan)(fan)應(ying)為可(ke)逆的(de)(de)(de)。但是(shi)一(yi)旦存(cun)在(zai)電(dian)流通(tong)過，電(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)原本的(de)(de)(de)平衡狀態(tai)就被打破，進而導致電(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)電(dian)位偏(pian)離(li)原本的(de)(de)(de)平衡電(dian)位值，導致電(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)反(fan)(fan)應(ying)處于(yu)(yu)(yu)一(yi)種(zhong)不可(ke)逆的(de)(de)(de)狀態(tai)，不可(ke)逆程度(du)隨著電(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)電(dian)流密度(du)的(de)(de)(de)升高而增強，即所謂的(de)(de)(de)電(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)化就是(shi)指由(you)于(yu)(yu)(yu)電(dian)流通(tong)過電(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)而導致電(dian)位偏(pian)離(li)平衡值的(de)(de)(de)一(yi)種(zhong)現狀，極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)化曲(qu)線即表(biao)示電(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)電(dian)位與電(dian)流密度(du)兩(liang)者間的(de)(de)(de)關系，其(qi)測試有以下幾種(zhong)方法。
a. 恒(heng)電位法
恒電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)法(fa)(fa)(fa)即(ji)將被(bei)研究的電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)固定在不同(tong)的電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)上，然后測(ce)試對(dui)(dui)應(ying)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)下的電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)密度(du)，在實際應(ying)用過(guo)程中使用較為(wei)(wei)普遍的是靜態(tai)法(fa)(fa)(fa)及動(dong)態(tai)法(fa)(fa)(fa)。所謂靜態(tai)法(fa)(fa)(fa)是指(zhi)控(kong)制電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)為(wei)(wei)某(mou)一個特定值(zhi)，測(ce)量相對(dui)(dui)應(ying)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)下的電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)密度(du)，且依(yi)次測(ce)定整(zheng)個電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)下的電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)密度(du)，從(cong)而得到整(zheng)個極(ji)(ji)(ji)(ji)化(hua)曲(qu)線(xian)；其(qi)次動(dong)態(tai)法(fa)(fa)(fa)指(zhi)控(kong)制電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)按(an)照較為(wei)(wei)緩慢的速度(du)不停地變化(hua)，并且測(ce)量相對(dui)(dui)應(ying)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)下的電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)值(zhi)，瞬(shun)時電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)與其(qi)相對(dui)(dui)應(ying)的電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)關系曲(qu)線(xian)即(ji)為(wei)(wei)極(ji)(ji)(ji)(ji)化(hua)曲(qu)線(xian)。這兩種(zhong)方法(fa)(fa)(fa)中較為(wei)(wei)廣泛使用的是動(dong)態(tai)法(fa)(fa)(fa)測(ce)定極(ji)(ji)(ji)(ji)化(hua)曲(qu)線(xian)，該(gai)方法(fa)(fa)(fa)的優點在于掃描速度(du)可以控(kong)制、可以自動(dong)測(ce)量并繪制極(ji)(ji)(ji)(ji)化(hua)曲(qu)線(xian)，其(qi)測(ce)量的結(jie)果有較高的重現性，對(dui)(dui)于那些需(xu)要比較的實驗該(gai)方法(fa)(fa)(fa)為(wei)(wei)首選(xuan)。
b. 恒電流法
恒電(dian)(dian)(dian)流(liu)法(fa)是指固定電(dian)(dian)(dian)極體系的(de)電(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)度為(wei)某一(yi)特(te)定值(zhi)，測(ce)定跟電(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)度相(xiang)對應的(de)電(dian)(dian)(dian)極電(dian)(dian)(dian)位。恒電(dian)(dian)(dian)流(liu)法(fa)測(ce)量極化曲(qu)線在(zai)測(ce)定過程(cheng)中電(dian)(dian)(dian)極很難達到一(yi)個穩定的(de)狀態，所以在(zai)實際測(ce)量過程(cheng)中一(yi)般當電(dian)(dian)(dian)位接近穩定的(de)時(shi)候即可以讀值(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)(dian)化(hua)學(xue)阻(zu)(zu)(zu)抗(kang)(kang)(kang)（EIS)測試把電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)系(xi)統作為(wei)一個等(deng)效電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)，交(jiao)流阻(zu)(zu)(zu)抗(kang)(kang)(kang)實驗的(de)(de)基(ji)本(ben)等(deng)效電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)如圖5.2所示。該電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)的(de)(de)組(zu)成(cheng)(cheng)元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)有(you)電(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)（R:金(jin)屬材(cai)料(liao)對電(dian)(dian)(dian)(dian)流的(de)(de)阻(zu)(zu)(zu)攔功能(neng)）、電(dian)(dian)(dian)(dian)感（L:于電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)中對交(jiao)流電(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)阻(zu)(zu)(zu)礙功能(neng)）及(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)容（C:電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)中對交(jiao)流電(dian)(dian)(dian)(dian)所引起的(de)(de)阻(zu)(zu)(zu)礙作用）等(deng)，這些元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)按照串(chuan)聯或者并聯的(de)(de)方(fang)(fang)式(shi)組(zu)合起來(lai)形成(cheng)(cheng)一個等(deng)效電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)。測量電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)阻(zu)(zu)(zu)抗(kang)(kang)(kang)能(neng)夠確(que)定(ding)等(deng)效電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)的(de)(de)組(zu)成(cheng)(cheng)方(fang)(fang)式(shi)及(ji)各組(zu)成(cheng)(cheng)元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)的(de)(de)值、通過(guo)(guo)這些元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)含義就可(ke)以分析電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)電(dian)(dian)(dian)(dian)極過(guo)(guo)程的(de)(de)性質和電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)系(xi)統的(de)(de)結(jie)構。
