現階段腐蝕實驗是探究金(jin)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)極電(dian)(dian)位以及電(dian)(dian)流(liu)(liu)密度(du)(du)為腐蝕電(dian)(dian)化(hua)學(xue)實(shi)驗所(suo)要(yao)獲得的(de)重要(yao)參(can)數，其中電(dian)(dian)極電(dian)(dian)位表(biao)示電(dian)(dian)解液－金屬(shu)界面(mian)的(de)特性和(he)結構；電(dian)(dian)流(liu)(liu)密度(du)(du)表(biao)示金屬(shu)材料表(biao)面(mian)上(shang)單位面(mian)積內電(dian)(dian)化(hua)學(xue)反應進行(xing)的(de)快慢。絕(jue)大(da)多數電(dian)(dian)化(hua)學(xue)測試都是測定(ding)電(dian)(dian)極電(dian)(dian)位跟電(dian)(dian)流(liu)(liu)密度(du)(du)這兩者間(jian)的(de)關聯。
與其他電(dian)化學(xue)過程（如電(dian)鍍(du)、電(dian)解(jie)及化學(xue)電(dian)源等）相比，金(jin)屬(shu)電(dian)化學(xue)腐蝕測量(liang)過程的對象是金(jin)屬(shu)電(dian)極，該過程有(you)如下特(te)點：
1. 金屬發生腐(fu)蝕的整個腐(fu)蝕體系(xi)由數個電(dian)(dian)極(ji)反應耦合而成，同時在整個電(dian)(dian)極(ji)表面上也發生著數個電(dian)(dian)極(ji)反應，所(suo)以與只(zhi)具有一個電(dian)(dian)極(ji)反應的電(dian)(dian)極(ji)系(xi)統相比(bi)，其在分(fen)析和(he)處理腐(fu)蝕電(dian)(dian)化學實驗結果上有著一定特別(bie)之處。
2. 電(dian)極金屬材料發生陽極溶(rong)解(jie)反應，即腐(fu)蝕金屬自身參與的反應是(shi)電(dian)極系統中電(dian)極反應中的一種。
3. 測量過程(cheng)中不(bu)可以只探究整(zheng)個電(dian)(dian)極表(biao)面(mian)總的(de)(de)(de)電(dian)(dian)化學行為(wei)，因為(wei)電(dian)(dian)極表(biao)面(mian)表(biao)現為(wei)多(duo)層結構，金屬電(dian)(dian)極上有著(zhu)腐(fu)蝕(shi)產物銹層、腐(fu)蝕(shi)孔及表(biao)面(mian)膜，導致電(dian)(dian)極表(biao)面(mian)具(ju)有不(bu)光滑的(de)(de)(de)特點，容易發生各(ge)種形式(shi)的(de)(de)(de)局部腐(fu)蝕(shi)，所以有必要發展如微區(qu)電(dian)(dian)化學測試之類的(de)(de)(de)能夠表(biao)征(zheng)電(dian)(dian)極表(biao)面(mian)不(bu)均勻性(xing)的(de)(de)(de)研(yan)究方法。
4. 腐(fu)蝕金屬的電極反應相對于其(qi)他一些電化(hua)學過程而言比較緩慢。
此(ci)外，腐蝕(shi)電化(hua)學測試方法(fa)(fa)為原位技(ji)術(shu)，能(neng)夠比較真實地反應金屬電極表(biao)面發生的(de)實際(ji)腐蝕(shi)，擁(yong)有較強(qiang)的(de)靈(ling)敏度、操作簡單容易實施且實時性好的(de)優點。電化(hua)學實驗常用的(de)方法(fa)(fa)有極化(hua)曲線、交流阻抗及電位掃描等。
極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)化曲線的(de)(de)(de)(de)(de)測量有(you)利于研究電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)過程(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)影響因素和機理。眾所周知，當我們探究可逆電(dian)(dian)(dian)(dian)池的(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)應時(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)上基本(ben)上是不存(cun)在電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)的(de)(de)(de)(de)(de)，各個電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)應基本(ben)都(dou)在平(ping)衡狀(zhuang)態下發生，所以該反(fan)應為可逆的(de)(de)(de)(de)(de)。但是一(yi)旦存(cun)在電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)通過，電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)原本(ben)的(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)衡狀(zhuang)態就被打(da)破(po)，進(jin)而(er)導致(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位偏離(li)原本(ben)的(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)衡電(dian)(dian)(dian)(dian)位值，導致(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)反(fan)應處于一(yi)種不可逆的(de)(de)(de)(de)(de)狀(zhuang)態，不可逆程(cheng)度(du)(du)隨著電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)密度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)升高而(er)增強(qiang)，即所謂(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)化就是指由(you)于電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)通過電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)而(er)導致(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)位偏離(li)平(ping)衡值的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)種現狀(zhuang)，極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)化曲線即表示電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位與電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)密度(du)(du)兩者間的(de)(de)(de)(de)(de)關系(xi)，其測試有(you)以下幾種方法。
a. 恒(heng)電(dian)位法(fa)
恒電(dian)位(wei)(wei)法(fa)即(ji)將被研究的(de)(de)電(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)位(wei)(wei)固定(ding)在不同的(de)(de)電(dian)位(wei)(wei)上，然后測(ce)(ce)試對(dui)應(ying)(ying)電(dian)位(wei)(wei)下(xia)(xia)的(de)(de)電(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)流(liu)密(mi)度，在實(shi)(shi)際應(ying)(ying)用過程中使(shi)(shi)用較(jiao)為(wei)普遍的(de)(de)是(shi)靜(jing)態法(fa)及(ji)動(dong)(dong)態法(fa)。所謂靜(jing)態法(fa)是(shi)指控(kong)(kong)制(zhi)電(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)位(wei)(wei)為(wei)某一個特定(ding)值，測(ce)(ce)量相(xiang)對(dui)應(ying)(ying)電(dian)位(wei)(wei)下(xia)(xia)的(de)(de)電(dian)流(liu)密(mi)度，且依次測(ce)(ce)定(ding)整(zheng)個電(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)位(wei)(wei)下(xia)(xia)的(de)(de)電(dian)流(liu)密(mi)度，從而得到整(zheng)個極(ji)(ji)(ji)化(hua)曲(qu)(qu)線(xian)(xian)；其(qi)(qi)次動(dong)(dong)態法(fa)指控(kong)(kong)制(zhi)電(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)位(wei)(wei)按照較(jiao)為(wei)緩慢的(de)(de)速(su)度不停地變(bian)化(hua)，并(bing)且測(ce)(ce)量相(xiang)對(dui)應(ying)(ying)電(dian)位(wei)(wei)下(xia)(xia)的(de)(de)電(dian)流(liu)值，瞬(shun)時電(dian)流(liu)與其(qi)(qi)相(xiang)對(dui)應(ying)(ying)的(de)(de)電(dian)位(wei)(wei)關(guan)系曲(qu)(qu)線(xian)(xian)即(ji)為(wei)極(ji)(ji)(ji)化(hua)曲(qu)(qu)線(xian)(xian)。這兩種(zhong)方法(fa)中較(jiao)為(wei)廣(guang)泛使(shi)(shi)用的(de)(de)是(shi)動(dong)(dong)態法(fa)測(ce)(ce)定(ding)極(ji)(ji)(ji)化(hua)曲(qu)(qu)線(xian)(xian)，該方法(fa)的(de)(de)優點(dian)在于掃描速(su)度可(ke)以(yi)控(kong)(kong)制(zhi)、可(ke)以(yi)自動(dong)(dong)測(ce)(ce)量并(bing)繪(hui)制(zhi)極(ji)(ji)(ji)化(hua)曲(qu)(qu)線(xian)(xian)，其(qi)(qi)測(ce)(ce)量的(de)(de)結果有(you)較(jiao)高的(de)(de)重現性，對(dui)于那些需要比(bi)較(jiao)的(de)(de)實(shi)(shi)驗該方法(fa)為(wei)首選。
b. 恒(heng)電流(liu)法(fa)
恒電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)法是指固(gu)定電(dian)(dian)極(ji)體系(xi)的電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)密度為(wei)某(mou)一(yi)特定值，測(ce)定跟電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)密度相對應(ying)的電(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)位。恒電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)法測(ce)量極(ji)化曲線在測(ce)定過(guo)程中電(dian)(dian)極(ji)很難(nan)達到一(yi)個穩(wen)定的狀態，所以(yi)在實際(ji)測(ce)量過(guo)程中一(yi)般當電(dian)(dian)位接近(jin)穩(wen)定的時候即(ji)可(ke)以(yi)讀(du)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)(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)阻(zu)抗(kang)（EIS)測(ce)試把(ba)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)系統(tong)作為(wei)一個(ge)等效(xiao)(xiao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路，交流(liu)阻(zu)抗(kang)實(shi)驗的(de)(de)(de)基本等效(xiao)(xiao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路如圖5.2所(suo)示(shi)。該電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路的(de)(de)(de)組(zu)成(cheng)元件(jian)有電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)（R:金屬材料對(dui)(dui)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)的(de)(de)(de)阻(zu)攔功(gong)能(neng)）、電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)感（L:于電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路中對(dui)(dui)交流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)阻(zu)礙功(gong)能(neng)）及電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容（C:電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路中對(dui)(dui)交流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)所(suo)引起(qi)的(de)(de)(de)阻(zu)礙作用）等，這(zhe)些元件(jian)按照串聯或(huo)者并聯的(de)(de)(de)方式組(zu)合(he)起(qi)來形成(cheng)一個(ge)等效(xiao)(xiao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路。測(ce)量電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)阻(zu)抗(kang)能(neng)夠確定等效(xiao)(xiao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路的(de)(de)(de)組(zu)成(cheng)方式及各(ge)組(zu)成(cheng)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)(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)含義就(jiu)可以分析電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極過程的(de)(de)(de)性質和電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)系統(tong)的(de)(de)(de)結構(gou)。
