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)極電(dian)位(wei)以及電(dian)流密(mi)度為腐蝕電(dian)化(hua)(hua)學實驗所要(yao)獲(huo)得的(de)(de)重要(yao)參數，其中電(dian)極電(dian)位(wei)表示電(dian)解(jie)液(ye)－金屬界面的(de)(de)特性和結構；電(dian)流密(mi)度表示金屬材料(liao)表面上單位(wei)面積(ji)內電(dian)化(hua)(hua)學反(fan)應進行的(de)(de)快慢。絕大多數電(dian)化(hua)(hua)學測試都是測定電(dian)極電(dian)位(wei)跟電(dian)流密(mi)度這兩者間(jian)的(de)(de)關聯(lian)。
與其他電(dian)(dian)化(hua)(hua)學過程(cheng)（如電(dian)(dian)鍍、電(dian)(dian)解及化(hua)(hua)學電(dian)(dian)源等）相比，金屬電(dian)(dian)化(hua)(hua)學腐蝕測量過程(cheng)的(de)對象是金屬電(dian)(dian)極，該過程(cheng)有如下特點(dian)：
1. 金屬發(fa)生腐蝕的整個(ge)腐蝕體系由數個(ge)電(dian)極反(fan)應(ying)耦合而成(cheng)，同時在整個(ge)電(dian)極表面上(shang)也發(fa)生著數個(ge)電(dian)極反(fan)應(ying)，所以(yi)與(yu)只具(ju)有一個(ge)電(dian)極反(fan)應(ying)的電(dian)極系統相比，其在分析和處(chu)理腐蝕電(dian)化學實(shi)驗結果上(shang)有著一定特別之(zhi)處(chu)。
2. 電極(ji)金屬材料發生陽極(ji)溶解反應，即腐蝕金屬自身參(can)與的(de)反應是(shi)電極(ji)系統(tong)中電極(ji)反應中的(de)一種。
3. 測量過(guo)程中(zhong)不可以(yi)只(zhi)探究整(zheng)個(ge)電(dian)(dian)極(ji)表(biao)(biao)面(mian)總(zong)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)化學行為(wei)(wei)，因(yin)為(wei)(wei)電(dian)(dian)極(ji)表(biao)(biao)面(mian)表(biao)(biao)現為(wei)(wei)多層(ceng)結構(gou)，金屬電(dian)(dian)極(ji)上(shang)有著腐蝕產物(wu)銹層(ceng)、腐蝕孔(kong)及表(biao)(biao)面(mian)膜，導致電(dian)(dian)極(ji)表(biao)(biao)面(mian)具有不光滑的(de)(de)(de)特點，容易發生(sheng)各種形式(shi)的(de)(de)(de)局部腐蝕，所以(yi)有必要發展如微區電(dian)(dian)化學測試之類的(de)(de)(de)能夠表(biao)(biao)征電(dian)(dian)極(ji)表(biao)(biao)面(mian)不均勻性的(de)(de)(de)研究方法(fa)。
4. 腐蝕(shi)金屬的電(dian)極反(fan)應相對于其他(ta)一些(xie)電(dian)化學(xue)過(guo)程而言(yan)比較(jiao)緩慢。
此外(wai)，腐(fu)蝕(shi)電(dian)化(hua)學測試方(fang)法(fa)為原位技術，能(neng)夠比較(jiao)真實(shi)地反(fan)應金屬電(dian)極表(biao)面發生(sheng)的實(shi)際腐(fu)蝕(shi)，擁有較(jiao)強的靈(ling)敏度、操作簡(jian)單容易(yi)實(shi)施且實(shi)時性(xing)好的優點。電(dian)化(hua)學實(shi)驗常用的方(fang)法(fa)有極化(hua)曲(qu)線、交流阻抗及電(dian)位掃描等。
極(ji)(ji)(ji)化曲線的測(ce)量(liang)有(you)(you)利于(yu)研究電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)過(guo)程的影響因(yin)素和機理。眾所周知，當我們探究可(ke)逆電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池的反(fan)應(ying)時電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)上基本(ben)(ben)上是不(bu)存(cun)在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流的，各個(ge)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)的反(fan)應(ying)基本(ben)(ben)都在(zai)平衡狀(zhuang)態下發生，所以(yi)該反(fan)應(ying)為可(ke)逆的。但是一旦(dan)存(cun)在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流通(tong)過(guo)，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)原本(ben)(ben)的平衡狀(zhuang)態就被(bei)打破，進而導致電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)偏離原本(ben)(ben)的平衡電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)值(zhi)，導致電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)反(fan)應(ying)處于(yu)一種(zhong)不(bu)可(ke)逆的狀(zhuang)態，不(bu)可(ke)逆程度(du)隨著電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流密度(du)的升高(gao)而增強，即所謂(wei)的電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)極(ji)(ji)(ji)化就是指由于(yu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流通(tong)過(guo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)而導致電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)偏離平衡值(zhi)的一種(zhong)現狀(zhuang)，極(ji)(ji)(ji)化曲線即表示電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)與電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流密度(du)兩(liang)者間的關(guan)系，其測(ce)試有(you)(you)以(yi)下幾種(zhong)方(fang)法(fa)。
a. 恒電位法
恒電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)法(fa)即將被研究的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)固定(ding)(ding)在(zai)不同的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)上，然后測(ce)試對應(ying)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)下的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)流密(mi)(mi)度(du)，在(zai)實際應(ying)用過程中使用較(jiao)(jiao)為(wei)普(pu)遍的(de)(de)(de)(de)(de)是靜(jing)態(tai)法(fa)及動(dong)(dong)態(tai)法(fa)。所謂靜(jing)態(tai)法(fa)是指(zhi)(zhi)控制電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)為(wei)某一個(ge)特定(ding)(ding)值(zhi)，測(ce)量相對應(ying)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)下的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)流密(mi)(mi)度(du)，且依次測(ce)定(ding)(ding)整(zheng)個(ge)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)下的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)流密(mi)(mi)度(du)，從而得到整(zheng)個(ge)極(ji)(ji)(ji)化(hua)(hua)曲線(xian)(xian)；其(qi)(qi)次動(dong)(dong)態(tai)法(fa)指(zhi)(zhi)控制電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)按照較(jiao)(jiao)為(wei)緩慢的(de)(de)(de)(de)(de)速度(du)不停地變化(hua)(hua)，并(bing)且測(ce)量相對應(ying)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)下的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)流值(zhi)，瞬時電(dian)(dian)(dian)(dian)流與(yu)其(qi)(qi)相對應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)關(guan)系(xi)曲線(xian)(xian)即為(wei)極(ji)(ji)(ji)化(hua)(hua)曲線(xian)(xian)。這兩(liang)種(zhong)方法(fa)中較(jiao)(jiao)為(wei)廣(guang)泛使用的(de)(de)(de)(de)(de)是動(dong)(dong)態(tai)法(fa)測(ce)定(ding)(ding)極(ji)(ji)(ji)化(hua)(hua)曲線(xian)(xian)，該(gai)方法(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)優(you)點在(zai)于掃(sao)描速度(du)可以控制、可以自動(dong)(dong)測(ce)量并(bing)繪制極(ji)(ji)(ji)化(hua)(hua)曲線(xian)(xian)，其(qi)(qi)測(ce)量的(de)(de)(de)(de)(de)結果有(you)較(jiao)(jiao)高的(de)(de)(de)(de)(de)重現性，對于那(nei)些(xie)需要比較(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)實驗該(gai)方法(fa)為(wei)首(shou)選。
b. 恒電流(liu)法
恒電(dian)(dian)流(liu)法(fa)是指固定(ding)電(dian)(dian)極體(ti)系的(de)電(dian)(dian)流(liu)密(mi)度(du)為某一(yi)特定(ding)值，測(ce)定(ding)跟(gen)電(dian)(dian)流(liu)密(mi)度(du)相對應的(de)電(dian)(dian)極電(dian)(dian)位(wei)。恒電(dian)(dian)流(liu)法(fa)測(ce)量極化(hua)曲(qu)線在測(ce)定(ding)過程(cheng)中電(dian)(dian)極很難(nan)達(da)到一(yi)個(ge)穩定(ding)的(de)狀態，所以在實際測(ce)量過程(cheng)中一(yi)般當電(dian)(dian)位(wei)接近穩定(ding)的(de)時候即(ji)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)化學阻(zu)(zu)(zu)抗(kang)（EIS)測試把電(dian)(dian)(dian)(dian)化學系統(tong)作(zuo)為一個等效電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu)，交(jiao)流(liu)阻(zu)(zu)(zu)抗(kang)實驗(yan)的(de)(de)(de)基本等效電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu)如圖5.2所(suo)示。該電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu)的(de)(de)(de)組(zu)(zu)成(cheng)元(yuan)件有電(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)（R:金屬材(cai)料對電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)的(de)(de)(de)阻(zu)(zu)(zu)攔功能(neng)）、電(dian)(dian)(dian)(dian)感（L:于電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu)中(zhong)對交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)阻(zu)(zu)(zu)礙功能(neng)）及電(dian)(dian)(dian)(dian)容（C:電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu)中(zhong)對交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)所(suo)引(yin)起的(de)(de)(de)阻(zu)(zu)(zu)礙作(zuo)用）等，這些元(yuan)件按照串聯或者并(bing)聯的(de)(de)(de)方式組(zu)(zu)合起來形(xing)成(cheng)一個等效電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu)。測量電(dian)(dian)(dian)(dian)化學阻(zu)(zu)(zu)抗(kang)能(neng)夠確定(ding)等效電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu)的(de)(de)(de)組(zu)(zu)成(cheng)方式及各組(zu)(zu)成(cheng)元(yuan)件的(de)(de)(de)值、通過這些元(yuan)件的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)化學含義就可以分析電(dian)(dian)(dian)(dian)化學電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)過程的(de)(de)(de)性質和(he)電(dian)(dian)(dian)(dian)化學系統(tong)的(de)(de)(de)結(jie)構。
