案例分享‖東華分析DH7000系列電化學(xué)工作站GΩ量級(jí)金屬涂層EIS測(cè)試

更新時(shí)間：2023-08-22

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電化學(xué)阻抗譜（EIS）是腐蝕科學(xué)中一種重要的頻率域研究測(cè)試方法，是研究金屬電化學(xué)腐蝕動(dòng)力學(xué)、金屬和涂層的腐蝕機(jī)制及耐蝕性能的重要方法之一。涂層是防止金屬腐蝕的一種重要手段，用EIS方法可以在不同頻率段分別測(cè)得從參比電極到涂層之間的雙電層電容C_dl、溶液電阻R_s、電荷傳遞電阻R_ct以及涂層微孔電容等其它與涂層耐腐蝕性能和涂層腐蝕過(guò)程的相關(guān)信息。

然而，金屬涂層一般具有高阻抗的特性，其阻抗量級(jí)可以達(dá)到GΩ以上，需要測(cè)試儀器具有非常高的輸入阻抗以及具備精確采集微小信號(hào)的能力。如何準(zhǔn)確測(cè)量并得到該量級(jí)下涂層的交流阻抗譜，具有非常大的難度。東華分析DH7000系列電化學(xué)工作站配合法拉第屏蔽箱，能夠準(zhǔn)確測(cè)量高達(dá)百GΩ阻抗量級(jí)的涂層阻抗。

接線方式：常規(guī)三電極接線方式，SE與G短接后接屏蔽箱，可有效提高儀器輸入阻抗以及降低體系噪聲。

圖1 接線方式

測(cè)試案例：

圖2 7000C測(cè)試高阻涂層樣品阻抗圖

Nyquist圖

Bode圖

雙參比電極：

常用參比電極具有良好的電極電勢(shì)穩(wěn)定性，但是有一些參比電極由于存在多孔燒結(jié)陶瓷或燒結(jié)玻璃封口，它們的電阻較大，與恒電勢(shì)儀配合使用時(shí)，往往使測(cè)量的響應(yīng)時(shí)間變慢，而且增加了50Hz的干擾，在高頻時(shí)，會(huì)出現(xiàn)相位偏移（超過(guò)90°）的問(wèn)題。

為了得到電極電勢(shì)同時(shí)又不影響實(shí)驗(yàn)響應(yīng)時(shí)間的參比電極，可把普通參比電極與鉑絲電極按圖 3 相連接，組成一只雙參比電極。這種雙參比電極的電勢(shì)由普通參比電極所決定，它能保持良好的電極電勢(shì)穩(wěn)定性，而且使用雙參比電極時(shí)，50Hz干擾可由電容 C濾去，從而減少了干擾，大大縮短響應(yīng)時(shí)間。

圖 3 雙參比電極結(jié)構(gòu)

圖4 使用雙參比電極前后高阻涂層樣品頻率—相位角圖

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