現階段腐蝕實驗是探究金屬(shu)腐蝕(shi)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)(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位以及電(dian)(dian)(dian)(dian)流密(mi)度(du)為(wei)腐蝕電(dian)(dian)(dian)(dian)化學實驗所要獲得(de)的重要參數，其中電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位表(biao)(biao)(biao)示電(dian)(dian)(dian)(dian)解液(ye)－金(jin)屬界面(mian)(mian)的特性和結構；電(dian)(dian)(dian)(dian)流密(mi)度(du)表(biao)(biao)(biao)示金(jin)屬材料(liao)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)上單位面(mian)(mian)積內電(dian)(dian)(dian)(dian)化學反應(ying)進行的快慢。絕大多數電(dian)(dian)(dian)(dian)化學測(ce)試(shi)都(dou)是測(ce)定電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位跟電(dian)(dian)(dian)(dian)流密(mi)度(du)這(zhe)兩者間的關聯。
與其他電(dian)化(hua)學過程（如(ru)電(dian)鍍、電(dian)解及(ji)化(hua)學電(dian)源等）相比，金(jin)屬電(dian)化(hua)學腐蝕測量(liang)過程的(de)對象是金(jin)屬電(dian)極，該過程有(you)如(ru)下特點(dian)：
1. 金屬發(fa)(fa)生腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)整個(ge)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)體(ti)系(xi)(xi)由數個(ge)電(dian)極反應耦合而成，同(tong)時(shi)在(zai)整個(ge)電(dian)極表(biao)面上也發(fa)(fa)生著數個(ge)電(dian)極反應，所以與(yu)只(zhi)具有一個(ge)電(dian)極反應的(de)電(dian)極系(xi)(xi)統相比，其在(zai)分(fen)析和處理腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)電(dian)化學實驗(yan)結果上有著一定特別之(zhi)處。
2. 電極(ji)(ji)(ji)金屬材料發生陽極(ji)(ji)(ji)溶(rong)解反應(ying)，即(ji)腐蝕金屬自(zi)身(shen)參與的反應(ying)是(shi)電極(ji)(ji)(ji)系統中(zhong)電極(ji)(ji)(ji)反應(ying)中(zhong)的一種。
3. 測量過(guo)程中不(bu)可(ke)以只探(tan)究整個電(dian)(dian)(dian)極(ji)表面(mian)總(zong)的(de)電(dian)(dian)(dian)化學行為(wei)(wei)，因為(wei)(wei)電(dian)(dian)(dian)極(ji)表面(mian)表現為(wei)(wei)多層結構，金屬(shu)電(dian)(dian)(dian)極(ji)上有(you)(you)著(zhu)腐(fu)蝕(shi)(shi)產物銹層、腐(fu)蝕(shi)(shi)孔及(ji)表面(mian)膜，導致電(dian)(dian)(dian)極(ji)表面(mian)具有(you)(you)不(bu)光滑的(de)特(te)點(dian)，容易(yi)發(fa)(fa)生各種形式的(de)局部(bu)腐(fu)蝕(shi)(shi)，所以有(you)(you)必(bi)要發(fa)(fa)展如微區(qu)電(dian)(dian)(dian)化學測試之類的(de)能夠(gou)表征電(dian)(dian)(dian)極(ji)表面(mian)不(bu)均勻性(xing)的(de)研究方法。
4. 腐蝕(shi)金(jin)屬(shu)的(de)電極(ji)反應相(xiang)對于其(qi)他(ta)一些(xie)電化學(xue)過程(cheng)而言比較緩慢。
此外，腐蝕電化(hua)學(xue)測試方法為原位技術，能(neng)夠比較(jiao)真實(shi)地反應金(jin)屬(shu)電極表面發生的實(shi)際(ji)腐蝕，擁有(you)較(jiao)強的靈敏度、操作簡單容易實(shi)施且(qie)實(shi)時性(xing)好的優點。電化(hua)學(xue)實(shi)驗(yan)常用的方法有(you)極化(hua)曲線、交流阻(zu)抗及電位掃描等。
極(ji)(ji)化(hua)(hua)曲線的(de)(de)(de)測量有利(li)于研究(jiu)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)過(guo)程的(de)(de)(de)影響因素(su)和(he)機(ji)理。眾所(suo)(suo)周知，當(dang)我(wo)們探(tan)究(jiu)可(ke)逆電(dian)(dian)(dian)池的(de)(de)(de)反(fan)應時電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)上基本上是(shi)(shi)不存(cun)在(zai)(zai)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)的(de)(de)(de)，各(ge)個電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)的(de)(de)(de)反(fan)應基本都(dou)在(zai)(zai)平(ping)衡(heng)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)下發生，所(suo)(suo)以該反(fan)應為可(ke)逆的(de)(de)(de)。但(dan)是(shi)(shi)一(yi)旦存(cun)在(zai)(zai)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)通過(guo)，電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)原本的(de)(de)(de)平(ping)衡(heng)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)就被打破，進而導(dao)致(zhi)(zhi)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)位偏(pian)離(li)原本的(de)(de)(de)平(ping)衡(heng)電(dian)(dian)(dian)位值，導(dao)致(zhi)(zhi)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)反(fan)應處于一(yi)種不可(ke)逆的(de)(de)(de)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)，不可(ke)逆程度隨著電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)密度的(de)(de)(de)升高(gao)而增強(qiang)，即所(suo)(suo)謂(wei)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)極(ji)(ji)化(hua)(hua)就是(shi)(shi)指由于電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)通過(guo)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)而導(dao)致(zhi)(zhi)電(dian)(dian)(dian)位偏(pian)離(li)平(ping)衡(heng)值的(de)(de)(de)一(yi)種現狀(zhuang)(zhuang)，極(ji)(ji)化(hua)(hua)曲線即表示電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)位與電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)密度兩者間的(de)(de)(de)關系(xi)，其測試(shi)有以下幾種方法。
a. 恒電位法(fa)
恒電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)法即將被(bei)研究(jiu)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)固定(ding)在(zai)不同的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)上(shang)，然后(hou)測(ce)(ce)試(shi)對(dui)(dui)(dui)應電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)下(xia)(xia)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)(mi)度(du)，在(zai)實(shi)際應用過程中(zhong)使用較(jiao)(jiao)(jiao)為普遍(bian)的(de)(de)(de)是(shi)靜態法及動(dong)(dong)(dong)態法。所(suo)謂靜態法是(shi)指控制電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)為某(mou)一(yi)個特定(ding)值，測(ce)(ce)量(liang)相對(dui)(dui)(dui)應電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)下(xia)(xia)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)(mi)度(du)，且(qie)依次測(ce)(ce)定(ding)整(zheng)個電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)下(xia)(xia)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)(mi)度(du)，從而得到整(zheng)個極(ji)(ji)(ji)化曲線(xian)(xian)(xian)；其次動(dong)(dong)(dong)態法指控制電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)按照(zhao)較(jiao)(jiao)(jiao)為緩慢的(de)(de)(de)速(su)度(du)不停地變(bian)化，并且(qie)測(ce)(ce)量(liang)相對(dui)(dui)(dui)應電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)下(xia)(xia)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)值，瞬時電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)與其相對(dui)(dui)(dui)應的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)關系曲線(xian)(xian)(xian)即為極(ji)(ji)(ji)化曲線(xian)(xian)(xian)。這兩(liang)種(zhong)方法中(zhong)較(jiao)(jiao)(jiao)為廣泛(fan)使用的(de)(de)(de)是(shi)動(dong)(dong)(dong)態法測(ce)(ce)定(ding)極(ji)(ji)(ji)化曲線(xian)(xian)(xian)，該(gai)方法的(de)(de)(de)優點(dian)在(zai)于掃描速(su)度(du)可(ke)以(yi)控制、可(ke)以(yi)自動(dong)(dong)(dong)測(ce)(ce)量(liang)并繪制極(ji)(ji)(ji)化曲線(xian)(xian)(xian)，其測(ce)(ce)量(liang)的(de)(de)(de)結(jie)果有較(jiao)(jiao)(jiao)高的(de)(de)(de)重現(xian)性，對(dui)(dui)(dui)于那些需要比較(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)實(shi)驗該(gai)方法為首選。
b. 恒電流法
恒電(dian)(dian)流(liu)法是指固定(ding)電(dian)(dian)極(ji)(ji)體系(xi)的電(dian)(dian)流(liu)密度為某一特(te)定(ding)值，測定(ding)跟(gen)電(dian)(dian)流(liu)密度相對應的電(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)位(wei)。恒電(dian)(dian)流(liu)法測量極(ji)(ji)化曲(qu)線在(zai)測定(ding)過程(cheng)中電(dian)(dian)極(ji)(ji)很難達到一個穩定(ding)的狀態，所以在(zai)實際測量過程(cheng)中一般當電(dian)(dian)位(wei)接近穩定(ding)的時候即可以讀值。
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)(hua)學(xue)阻(zu)(zu)(zu)抗（EIS)測(ce)試(shi)把電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)系統作為(wei)一(yi)個(ge)等(deng)(deng)(deng)效(xiao)(xiao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)，交流(liu)阻(zu)(zu)(zu)抗實(shi)驗(yan)的(de)基本(ben)等(deng)(deng)(deng)效(xiao)(xiao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)如圖5.2所示。該電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)的(de)組(zu)成(cheng)(cheng)元件(jian)有電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)（R:金屬材料對電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)的(de)阻(zu)(zu)(zu)攔功能(neng)）、電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)感(gan)（L:于電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)中對交流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)阻(zu)(zu)(zu)礙功能(neng)）及電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容（C:電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)中對交流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)所引起的(de)阻(zu)(zu)(zu)礙作用(yong)）等(deng)(deng)(deng)，這(zhe)些(xie)元件(jian)按(an)照串(chuan)聯(lian)或者并(bing)聯(lian)的(de)方式組(zu)合(he)起來形成(cheng)(cheng)一(yi)個(ge)等(deng)(deng)(deng)效(xiao)(xiao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)。測(ce)量電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)阻(zu)(zu)(zu)抗能(neng)夠確定等(deng)(deng)(deng)效(xiao)(xiao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)的(de)組(zu)成(cheng)(cheng)方式及各組(zu)成(cheng)(cheng)元件(jian)的(de)值、通過(guo)(guo)這(zhe)些(xie)元件(jian)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)含義就可(ke)以分析電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極過(guo)(guo)程的(de)性質和電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)系統的(de)結構。
