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)位以及電(dian)(dian)流(liu)密(mi)(mi)度(du)為(wei)腐(fu)蝕電(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)(xue)實(shi)驗所要(yao)獲(huo)得的(de)(de)(de)重要(yao)參數(shu)(shu)，其中電(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)位表示電(dian)(dian)解(jie)液－金屬界面(mian)的(de)(de)(de)特性和(he)結構(gou)；電(dian)(dian)流(liu)密(mi)(mi)度(du)表示金屬材料表面(mian)上(shang)單(dan)位面(mian)積(ji)內電(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)(xue)反應進行的(de)(de)(de)快慢。絕大多數(shu)(shu)電(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)(xue)測(ce)試都是測(ce)定(ding)電(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)位跟電(dian)(dian)流(liu)密(mi)(mi)度(du)這兩者間的(de)(de)(de)關聯。
與其(qi)他電化學(xue)(xue)過程(cheng)(cheng)（如電鍍(du)、電解及化學(xue)(xue)電源等）相比，金屬(shu)電化學(xue)(xue)腐蝕(shi)測量過程(cheng)(cheng)的對象是金屬(shu)電極，該過程(cheng)(cheng)有(you)如下特點(dian)：
1. 金屬發生(sheng)腐(fu)蝕的整個(ge)(ge)腐(fu)蝕體系由數個(ge)(ge)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)反(fan)應(ying)耦合而(er)成(cheng)，同時(shi)在整個(ge)(ge)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)表面上也發生(sheng)著(zhu)數個(ge)(ge)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)反(fan)應(ying)，所(suo)以與(yu)只具有(you)(you)一個(ge)(ge)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)反(fan)應(ying)的電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)系統相比，其(qi)在分(fen)析和處(chu)理腐(fu)蝕電(dian)(dian)(dian)化學(xue)實驗結(jie)果(guo)上有(you)(you)著(zhu)一定特(te)別之處(chu)。
2. 電極金屬(shu)材料發(fa)生陽極溶解反(fan)(fan)應(ying)，即腐(fu)蝕(shi)金屬(shu)自身參與的(de)反(fan)(fan)應(ying)是電極系統中(zhong)電極反(fan)(fan)應(ying)中(zhong)的(de)一(yi)種(zhong)。
3. 測(ce)量過(guo)程中不(bu)可以(yi)只探究整個(ge)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)表(biao)(biao)面總的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學行為(wei)，因為(wei)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)表(biao)(biao)面表(biao)(biao)現(xian)為(wei)多層(ceng)結(jie)構，金屬(shu)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)上有(you)著(zhu)腐蝕產物銹層(ceng)、腐蝕孔及表(biao)(biao)面膜，導致電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)表(biao)(biao)面具有(you)不(bu)光滑的(de)特(te)點，容(rong)易發生各種形式的(de)局部腐蝕，所以(yi)有(you)必要發展如微區(qu)電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學測(ce)試之(zhi)類(lei)的(de)能(neng)夠表(biao)(biao)征電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)表(biao)(biao)面不(bu)均勻(yun)性(xing)的(de)研究方法(fa)。
4. 腐蝕金屬的電極(ji)反應相(xiang)對于其他一些(xie)電化學(xue)過(guo)程而言比較緩(huan)慢。
此外(wai)，腐蝕(shi)電(dian)(dian)化(hua)學(xue)(xue)測試方(fang)法為原位技術，能(neng)夠比較真實地(di)反應金屬電(dian)(dian)極(ji)表面發生的(de)(de)實際腐蝕(shi)，擁有較強(qiang)的(de)(de)靈敏度、操(cao)作簡單(dan)容易實施且實時(shi)性好的(de)(de)優(you)點。電(dian)(dian)化(hua)學(xue)(xue)實驗常用的(de)(de)方(fang)法有極(ji)化(hua)曲線(xian)、交流阻(zu)抗及(ji)電(dian)(dian)位掃(sao)描等(deng)。
極(ji)化(hua)曲線的(de)(de)(de)(de)測量有利(li)于研(yan)究(jiu)電(dian)(dian)(dian)極(ji)過(guo)(guo)程的(de)(de)(de)(de)影(ying)響因(yin)素和機理。眾所周知，當我(wo)們探(tan)究(jiu)可逆(ni)電(dian)(dian)(dian)池的(de)(de)(de)(de)反應(ying)(ying)時電(dian)(dian)(dian)極(ji)上(shang)基(ji)本(ben)(ben)上(shang)是(shi)(shi)不(bu)(bu)存在電(dian)(dian)(dian)流的(de)(de)(de)(de)，各(ge)個電(dian)(dian)(dian)極(ji)的(de)(de)(de)(de)反應(ying)(ying)基(ji)本(ben)(ben)都在平(ping)衡狀(zhuang)態下(xia)發生(sheng)，所以該反應(ying)(ying)為可逆(ni)的(de)(de)(de)(de)。但是(shi)(shi)一旦存在電(dian)(dian)(dian)流通過(guo)(guo)，電(dian)(dian)(dian)極(ji)原本(ben)(ben)的(de)(de)(de)(de)平(ping)衡狀(zhuang)態就被打破，進(jin)而導致電(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)位偏(pian)離原本(ben)(ben)的(de)(de)(de)(de)平(ping)衡電(dian)(dian)(dian)位值，導致電(dian)(dian)(dian)極(ji)反應(ying)(ying)處于一種不(bu)(bu)可逆(ni)的(de)(de)(de)(de)狀(zhuang)態，不(bu)(bu)可逆(ni)程度(du)隨著電(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)流密(mi)度(du)的(de)(de)(de)(de)升高(gao)而增強，即(ji)所謂的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)極(ji)極(ji)化(hua)就是(shi)(shi)指由于電(dian)(dian)(dian)流通過(guo)(guo)電(dian)(dian)(dian)極(ji)而導致電(dian)(dian)(dian)位偏(pian)離平(ping)衡值的(de)(de)(de)(de)一種現狀(zhuang)，極(ji)化(hua)曲線即(ji)表示(shi)電(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)位與電(dian)(dian)(dian)流密(mi)度(du)兩(liang)者間的(de)(de)(de)(de)關系(xi)，其(qi)測試有以下(xia)幾種方法(fa)。
a. 恒(heng)電位法
恒電(dian)(dian)位(wei)(wei)法(fa)(fa)即將被研究的(de)(de)電(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)位(wei)(wei)固定在(zai)(zai)不同(tong)的(de)(de)電(dian)(dian)位(wei)(wei)上，然后(hou)測(ce)(ce)試(shi)對(dui)應(ying)(ying)(ying)電(dian)(dian)位(wei)(wei)下(xia)的(de)(de)電(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)流(liu)(liu)密度，在(zai)(zai)實際應(ying)(ying)(ying)用過程(cheng)中(zhong)使用較(jiao)(jiao)為普遍的(de)(de)是靜態(tai)法(fa)(fa)及動態(tai)法(fa)(fa)。所謂靜態(tai)法(fa)(fa)是指(zhi)控制電(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)位(wei)(wei)為某一個特定值，測(ce)(ce)量(liang)(liang)相對(dui)應(ying)(ying)(ying)電(dian)(dian)位(wei)(wei)下(xia)的(de)(de)電(dian)(dian)流(liu)(liu)密度，且(qie)依次測(ce)(ce)定整(zheng)個電(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)位(wei)(wei)下(xia)的(de)(de)電(dian)(dian)流(liu)(liu)密度，從而得(de)到整(zheng)個極(ji)(ji)化(hua)曲(qu)線；其(qi)次動態(tai)法(fa)(fa)指(zhi)控制電(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)位(wei)(wei)按照(zhao)較(jiao)(jiao)為緩慢的(de)(de)速度不停地變化(hua)，并且(qie)測(ce)(ce)量(liang)(liang)相對(dui)應(ying)(ying)(ying)電(dian)(dian)位(wei)(wei)下(xia)的(de)(de)電(dian)(dian)流(liu)(liu)值，瞬時(shi)電(dian)(dian)流(liu)(liu)與(yu)其(qi)相對(dui)應(ying)(ying)(ying)的(de)(de)電(dian)(dian)位(wei)(wei)關系曲(qu)線即為極(ji)(ji)化(hua)曲(qu)線。這兩(liang)種方法(fa)(fa)中(zhong)較(jiao)(jiao)為廣泛使用的(de)(de)是動態(tai)法(fa)(fa)測(ce)(ce)定極(ji)(ji)化(hua)曲(qu)線，該(gai)方法(fa)(fa)的(de)(de)優(you)點(dian)在(zai)(zai)于掃描速度可(ke)以控制、可(ke)以自動測(ce)(ce)量(liang)(liang)并繪制極(ji)(ji)化(hua)曲(qu)線，其(qi)測(ce)(ce)量(liang)(liang)的(de)(de)結果有較(jiao)(jiao)高的(de)(de)重現性，對(dui)于那些需要比較(jiao)(jiao)的(de)(de)實驗該(gai)方法(fa)(fa)為首(shou)選。
b. 恒電流法
恒(heng)電(dian)(dian)(dian)流(liu)法是指固定(ding)(ding)(ding)(ding)電(dian)(dian)(dian)極體系(xi)的電(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)度為某(mou)一(yi)特定(ding)(ding)(ding)(ding)值(zhi)，測(ce)(ce)定(ding)(ding)(ding)(ding)跟電(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)度相對應的電(dian)(dian)(dian)極電(dian)(dian)(dian)位。恒(heng)電(dian)(dian)(dian)流(liu)法測(ce)(ce)量極化曲線在測(ce)(ce)定(ding)(ding)(ding)(ding)過(guo)程中電(dian)(dian)(dian)極很(hen)難達到(dao)一(yi)個穩(wen)定(ding)(ding)(ding)(ding)的狀態，所以在實際(ji)測(ce)(ce)量過(guo)程中一(yi)般當電(dian)(dian)(dian)位接近穩(wen)定(ding)(ding)(ding)(ding)的時候即可以讀值(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)(dian)化(hua)學(xue)阻(zu)(zu)(zu)抗（EIS)測(ce)試把(ba)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)系(xi)統作為(wei)一個等效電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)，交(jiao)流阻(zu)(zu)(zu)抗實驗的(de)(de)(de)基本(ben)等效電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)如圖5.2所(suo)示(shi)。該電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)的(de)(de)(de)組(zu)成元件(jian)有電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)（R:金(jin)屬材料對電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流的(de)(de)(de)阻(zu)(zu)(zu)攔功能）、電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)感（L:于電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)中(zhong)對交(jiao)流電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)阻(zu)(zu)(zu)礙(ai)功能）及電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容（C:電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)中(zhong)對交(jiao)流電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)所(suo)引(yin)起的(de)(de)(de)阻(zu)(zu)(zu)礙(ai)作用）等，這(zhe)些元件(jian)按(an)照串聯或者并聯的(de)(de)(de)方(fang)式組(zu)合起來(lai)形成一個等效電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)。測(ce)量(liang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)阻(zu)(zu)(zu)抗能夠確定(ding)等效電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)的(de)(de)(de)組(zu)成方(fang)式及各(ge)組(zu)成元件(jian)的(de)(de)(de)值、通過這(zhe)些元件(jian)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)含義就可以分析(xi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極過程(cheng)的(de)(de)(de)性質和電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)系(xi)統的(de)(de)(de)結構(gou)。
