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電化學噪聲(2)——真實電化學系統的ASTM評估
  • 發布時間 : 2020-06-18 09:00:45
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1. 簡介

上篇文章(EN:電化學噪聲(1))的結論是Bio-Logic恒電位儀的本征電位和電流噪聲比美國材料試驗學會ASTM要求的噪聲測量結果要好。本文的目的是進一步驗證Bio-Logic的儀器,將使用Bio-Logic儀器進行實際噪聲測量與ASTM出版物[1]中關于真實電化學系統的結果進行比較。抗噪性是許多可用于解釋電化學噪聲數據的工具或值之一,寫作Rn,通常定義為電位的標準偏差除以電流的標準偏差[2]

2. ASTM實驗

試驗樣品AISI1018鋼,溶液為0.1M檸檬酸。使用的確切條件在ASTM出版物[1]ASTM G5[3]中有更詳細的描述。

實驗中使用腐蝕電Bio-Logic的三電極電解池,其中每個夾持器插入一個AISI 1018磁盤。工作電極、輔助電極和偽參比電極使用相同的材料。當三個電極形成一個等邊三角形時,每個電極平面彼此相等。每個樣品用240600粒度的碳化硅紙拋光,在乙醇中漂洗并在空氣中干燥。環境溫度保持在25°C,溶液放在露天,無需額外攪拌。將電解池置于法拉第籠中,用VSP-300進行測量。軟件版本為EC-Labv10.20,選用ZRA技術,條件如圖1所示,默認濾波器為50kHz



1ZRA條件

1. ASTM比較

2為ASTM出版物中獲得的Rn的演變。Rn的定義如下[1]

其中,ErmsIrms分別是256 s期間記錄的電位噪聲和電流噪聲的均方根值。rms值的定義見附錄。


2ASTMAISI1018鋼在0.1M檸檬酸中的電化學噪聲阻抗

3為在類似條件下使用VSP-300獲得的結果。通過比較圖2和圖3,可以得出結論,使用Bio-LogicVSP-300進行的噪聲測量得到的結果與ASTM出版物中獲得的結果非常相似,并用作參考。40小時后,在我們的案例中Rn達到500Ω,在ASTM出版物中介于1000Ω2000Ω之間。這些差異可能是由于實驗裝置(通風、溫度、產品純度……)的微小差異造成的。在工作電極上進行質量損失測量。假設工作電極的密度為7.8gcm-3,總暴露時間為73.4h得到腐蝕速率接近1mm/y,這與ASTM出版物[1]中給出的值相對應。


3:用VSP-300獲得的AISI1018鋼在0.1M檸檬酸中的電化學噪聲阻抗

1. 結論

根據實驗結果和美國材料試驗協會(ASTM)的建議,Bio-Logic儀器能夠在真實的電化學系統上進行可靠的噪聲測量。

附錄

分布值x的標準偏差為:

其中n是值x的個數,μx)是平均值。

rms定義為:

如果n很大且μx=0,則:rmsxx)。

參考文獻

[1] J. R. Kearns et al., ASTM STP 1277 (1996) 446.

[2] R. A. Cottis, Corrosion 57, 3 (2001) 265.

[3] ASTM G5-94 Standard Reference Test Method for Making Potentiostatic and Potentiodynamic Anodic Polarization Measurements.





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