現階段腐蝕實驗是探究金屬腐(fu)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。
電極(ji)電位(wei)以及電流(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)為腐蝕電化學(xue)實驗所(suo)要(yao)獲得的(de)重要(yao)參數(shu)，其中電極(ji)電位(wei)表(biao)(biao)示電解(jie)液－金屬(shu)界(jie)面(mian)的(de)特性和結構；電流(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)表(biao)(biao)示金屬(shu)材料表(biao)(biao)面(mian)上單(dan)位(wei)面(mian)積(ji)內電化學(xue)反應進(jin)行的(de)快(kuai)慢(man)。絕大多數(shu)電化學(xue)測試都是(shi)測定電極(ji)電位(wei)跟電流(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)這兩者間的(de)關(guan)聯(lian)。
與其他電(dian)化(hua)學過(guo)程(cheng)（如(ru)電(dian)鍍、電(dian)解及化(hua)學電(dian)源等）相(xiang)比，金屬電(dian)化(hua)學腐(fu)蝕測量過(guo)程(cheng)的對象是金屬電(dian)極，該過(guo)程(cheng)有如(ru)下特點(dian)：
1. 金屬(shu)發生腐蝕的(de)整(zheng)個(ge)(ge)腐蝕體系由數個(ge)(ge)電極反應耦合(he)而成，同時在整(zheng)個(ge)(ge)電極表面上(shang)(shang)也發生著數個(ge)(ge)電極反應，所以與(yu)只具有(you)一(yi)個(ge)(ge)電極反應的(de)電極系統相比，其在分(fen)析和處理腐蝕電化學實(shi)驗結果上(shang)(shang)有(you)著一(yi)定特(te)別之(zhi)處。
2. 電(dian)極(ji)(ji)金(jin)屬(shu)材料發(fa)生陽極(ji)(ji)溶解反應，即腐蝕金(jin)屬(shu)自身(shen)參與的(de)反應是電(dian)極(ji)(ji)系統中電(dian)極(ji)(ji)反應中的(de)一種。
3. 測(ce)量過程中不(bu)(bu)可以只探究整個電(dian)極(ji)(ji)表(biao)(biao)(biao)(biao)面總的電(dian)化(hua)學行為，因為電(dian)極(ji)(ji)表(biao)(biao)(biao)(biao)面表(biao)(biao)(biao)(biao)現為多層結構，金屬電(dian)極(ji)(ji)上有(you)著腐蝕(shi)產物銹層、腐蝕(shi)孔及表(biao)(biao)(biao)(biao)面膜(mo)，導致電(dian)極(ji)(ji)表(biao)(biao)(biao)(biao)面具有(you)不(bu)(bu)光滑的特點，容(rong)易發生各種形式(shi)的局部腐蝕(shi)，所(suo)以有(you)必(bi)要發展如微區電(dian)化(hua)學測(ce)試之類的能夠表(biao)(biao)(biao)(biao)征電(dian)極(ji)(ji)表(biao)(biao)(biao)(biao)面不(bu)(bu)均勻性的研究方法。
4. 腐蝕金屬的電(dian)極反應相對于其他一些電(dian)化學過程而(er)言比較緩慢。
此外，腐蝕(shi)電化(hua)學(xue)測試方法(fa)為(wei)原位技術，能夠比較(jiao)真實(shi)(shi)(shi)地反應金屬(shu)電極表面發生的(de)實(shi)(shi)(shi)際(ji)腐蝕(shi)，擁有較(jiao)強的(de)靈敏(min)度、操作簡(jian)單容易(yi)實(shi)(shi)(shi)施且實(shi)(shi)(shi)時性(xing)好的(de)優點。電化(hua)學(xue)實(shi)(shi)(shi)驗常用的(de)方法(fa)有極化(hua)曲線、交流(liu)阻(zu)抗及(ji)電位掃描等。
極(ji)(ji)化曲線的(de)(de)(de)測量有利于(yu)研究電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)過(guo)程的(de)(de)(de)影響因(yin)素和機(ji)理。眾(zhong)所(suo)周知，當(dang)我們探究可逆(ni)電(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)(de)反應(ying)時電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)上基本上是不(bu)(bu)存在(zai)(zai)電(dian)(dian)(dian)流(liu)的(de)(de)(de)，各個電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)的(de)(de)(de)反應(ying)基本都在(zai)(zai)平衡狀態下發生，所(suo)以該反應(ying)為可逆(ni)的(de)(de)(de)。但是一旦存在(zai)(zai)電(dian)(dian)(dian)流(liu)通過(guo)，電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)原本的(de)(de)(de)平衡狀態就(jiu)被(bei)打破，進而(er)導致(zhi)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)位偏離(li)原本的(de)(de)(de)平衡電(dian)(dian)(dian)位值(zhi)，導致(zhi)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)反應(ying)處于(yu)一種(zhong)不(bu)(bu)可逆(ni)的(de)(de)(de)狀態，不(bu)(bu)可逆(ni)程度(du)隨著電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)流(liu)密度(du)的(de)(de)(de)升高而(er)增強，即(ji)所(suo)謂(wei)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)極(ji)(ji)化就(jiu)是指由于(yu)電(dian)(dian)(dian)流(liu)通過(guo)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)而(er)導致(zhi)電(dian)(dian)(dian)位偏離(li)平衡值(zhi)的(de)(de)(de)一種(zhong)現狀，極(ji)(ji)化曲線即(ji)表示電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)位與電(dian)(dian)(dian)流(liu)密度(du)兩者間的(de)(de)(de)關系，其測試有以下幾(ji)種(zhong)方法。
a. 恒(heng)電(dian)位法
恒電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)法(fa)(fa)(fa)即(ji)將被研(yan)究的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)極電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)固(gu)定在(zai)不(bu)同(tong)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)上，然后測(ce)試對(dui)(dui)應(ying)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)下的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)極電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)，在(zai)實際應(ying)用過程中使用較為(wei)(wei)普遍的(de)是靜態(tai)法(fa)(fa)(fa)及動態(tai)法(fa)(fa)(fa)。所(suo)謂靜態(tai)法(fa)(fa)(fa)是指(zhi)控制電(dian)(dian)(dian)(dian)極電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)為(wei)(wei)某(mou)一(yi)個特定值(zhi)，測(ce)量相(xiang)對(dui)(dui)應(ying)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)下的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)，且依次測(ce)定整個電(dian)(dian)(dian)(dian)極電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)下的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)，從而(er)得到整個極化(hua)(hua)曲(qu)線；其(qi)次動態(tai)法(fa)(fa)(fa)指(zhi)控制電(dian)(dian)(dian)(dian)極電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)按照較為(wei)(wei)緩(huan)慢(man)的(de)速度(du)不(bu)停地變化(hua)(hua)，并且測(ce)量相(xiang)對(dui)(dui)應(ying)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)下的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)值(zhi)，瞬時電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)與其(qi)相(xiang)對(dui)(dui)應(ying)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)關(guan)系曲(qu)線即(ji)為(wei)(wei)極化(hua)(hua)曲(qu)線。這兩種方(fang)法(fa)(fa)(fa)中較為(wei)(wei)廣泛(fan)使用的(de)是動態(tai)法(fa)(fa)(fa)測(ce)定極化(hua)(hua)曲(qu)線，該方(fang)法(fa)(fa)(fa)的(de)優(you)點在(zai)于(yu)掃描速度(du)可以控制、可以自動測(ce)量并繪制極化(hua)(hua)曲(qu)線，其(qi)測(ce)量的(de)結(jie)果有較高(gao)的(de)重現性，對(dui)(dui)于(yu)那些需要比較的(de)實驗該方(fang)法(fa)(fa)(fa)為(wei)(wei)首選。
b. 恒電流法(fa)
恒電(dian)(dian)流(liu)法是指固(gu)定電(dian)(dian)極(ji)體系的(de)電(dian)(dian)流(liu)密(mi)度(du)為(wei)某一特定值(zhi)，測定跟電(dian)(dian)流(liu)密(mi)度(du)相對(dui)應的(de)電(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)位(wei)。恒電(dian)(dian)流(liu)法測量極(ji)化曲線在測定過程(cheng)中(zhong)電(dian)(dian)極(ji)很難達(da)到一個穩定的(de)狀態，所以在實際測量過程(cheng)中(zhong)一般當(dang)電(dian)(dian)位(wei)接(jie)近穩定的(de)時候(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)(dian)化(hua)(hua)學阻(zu)抗（EIS)測試把電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學系統(tong)作(zuo)為一個(ge)等(deng)效(xiao)電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)，交(jiao)流阻(zu)抗實(shi)驗(yan)的(de)(de)基本等(deng)效(xiao)電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)如圖(tu)5.2所示。該(gai)電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)的(de)(de)組(zu)成元件有(you)電(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)（R:金屬材料對(dui)電(dian)(dian)(dian)(dian)流的(de)(de)阻(zu)攔(lan)功能(neng)）、電(dian)(dian)(dian)(dian)感（L:于電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)中對(dui)交(jiao)流電(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)阻(zu)礙功能(neng)）及電(dian)(dian)(dian)(dian)容（C:電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)中對(dui)交(jiao)流電(dian)(dian)(dian)(dian)所引起的(de)(de)阻(zu)礙作(zuo)用）等(deng)，這(zhe)(zhe)些元件按照串聯(lian)或者并聯(lian)的(de)(de)方式組(zu)合起來形成一個(ge)等(deng)效(xiao)電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)。測量(liang)電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學阻(zu)抗能(neng)夠確定等(deng)效(xiao)電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)的(de)(de)組(zu)成方式及各(ge)組(zu)成元件的(de)(de)值、通過(guo)這(zhe)(zhe)些元件的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學含義就可以分析(xi)電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學電(dian)(dian)(dian)(dian)極過(guo)程的(de)(de)性(xing)質和電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學系統(tong)的(de)(de)結構(gou)。
