現階段腐蝕實驗是探究金屬(shu)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)(dian)極電(dian)(dian)(dian)位以及電(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)度(du)為腐蝕(shi)電(dian)(dian)(dian)化學實驗所要(yao)(yao)獲得的(de)重(zhong)要(yao)(yao)參數，其中(zhong)電(dian)(dian)(dian)極電(dian)(dian)(dian)位表(biao)示電(dian)(dian)(dian)解液－金屬(shu)界面(mian)的(de)特性和結構；電(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)度(du)表(biao)示金屬(shu)材料表(biao)面(mian)上單位面(mian)積內電(dian)(dian)(dian)化學反應(ying)進行的(de)快(kuai)慢(man)。絕(jue)大多數電(dian)(dian)(dian)化學測(ce)試都是測(ce)定電(dian)(dian)(dian)極電(dian)(dian)(dian)位跟電(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)度(du)這兩者間的(de)關聯(lian)。
與其他電(dian)(dian)化學過程(cheng)（如電(dian)(dian)鍍、電(dian)(dian)解及化學電(dian)(dian)源等）相比，金屬電(dian)(dian)化學腐(fu)蝕(shi)測量過程(cheng)的對象是金屬電(dian)(dian)極(ji)，該過程(cheng)有如下特點：
1. 金屬發(fa)生腐(fu)蝕(shi)的整個(ge)(ge)腐(fu)蝕(shi)體(ti)系由數(shu)個(ge)(ge)電(dian)極反(fan)應(ying)耦合(he)而(er)成，同時在(zai)整個(ge)(ge)電(dian)極表面上也發(fa)生著(zhu)數(shu)個(ge)(ge)電(dian)極反(fan)應(ying)，所以與(yu)只具有一個(ge)(ge)電(dian)極反(fan)應(ying)的電(dian)極系統(tong)相比(bi)，其在(zai)分(fen)析和處理(li)腐(fu)蝕(shi)電(dian)化學實驗結(jie)果上有著(zhu)一定特別之處。
2. 電極(ji)金屬材料發(fa)生陽極(ji)溶(rong)解反應(ying)，即腐蝕金屬自身參與的反應(ying)是電極(ji)系統中電極(ji)反應(ying)中的一(yi)種。
3. 測量過程中不可以(yi)只探究整個(ge)電極表面(mian)總的(de)(de)電化學行為，因為電極表面(mian)表現(xian)為多(duo)層(ceng)結(jie)構(gou)，金屬電極上有著腐蝕產(chan)物(wu)銹層(ceng)、腐蝕孔及表面(mian)膜，導致電極表面(mian)具有不光滑(hua)的(de)(de)特點，容易發(fa)生(sheng)各種形式(shi)的(de)(de)局部腐蝕，所(suo)以(yi)有必要(yao)發(fa)展(zhan)如微區電化學測試(shi)之(zhi)類的(de)(de)能夠表征電極表面(mian)不均勻性的(de)(de)研究方法。
4. 腐(fu)蝕金屬的(de)電極反應相對于其他(ta)一(yi)些電化學過程而言比較緩慢。
此外，腐蝕電(dian)化(hua)學測(ce)試方(fang)法(fa)為原(yuan)位(wei)(wei)技(ji)術，能夠比較真實地反應金屬電(dian)極(ji)表面發生的實際腐蝕，擁有(you)較強(qiang)的靈敏度、操作簡單(dan)容易(yi)實施且實時性好(hao)的優(you)點。電(dian)化(hua)學實驗常用的方(fang)法(fa)有(you)極(ji)化(hua)曲線(xian)、交流阻抗及電(dian)位(wei)(wei)掃(sao)描等。
極(ji)化曲線的(de)(de)(de)測量有利于(yu)(yu)研究電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)過(guo)程的(de)(de)(de)影響因(yin)素和機理。眾所(suo)周知，當(dang)我們探(tan)究可逆電(dian)(dian)(dian)(dian)池的(de)(de)(de)反應(ying)時電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)上基本上是(shi)不存在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)流的(de)(de)(de)，各個電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)的(de)(de)(de)反應(ying)基本都在(zai)平衡狀態(tai)下發生(sheng)，所(suo)以該反應(ying)為可逆的(de)(de)(de)。但(dan)是(shi)一(yi)旦存在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)流通過(guo)，電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)原本的(de)(de)(de)平衡狀態(tai)就(jiu)被打破(po)，進(jin)而(er)導(dao)(dao)致(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位偏離原本的(de)(de)(de)平衡電(dian)(dian)(dian)(dian)位值，導(dao)(dao)致(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)反應(ying)處(chu)于(yu)(yu)一(yi)種不可逆的(de)(de)(de)狀態(tai)，不可逆程度(du)(du)隨著電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)流密度(du)(du)的(de)(de)(de)升高(gao)而(er)增強，即所(suo)謂(wei)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)極(ji)化就(jiu)是(shi)指(zhi)由(you)于(yu)(yu)電(dian)(dian)(dian)(dian)流通過(guo)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)而(er)導(dao)(dao)致(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)位偏離平衡值的(de)(de)(de)一(yi)種現狀，極(ji)化曲線即表示電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位與電(dian)(dian)(dian)(dian)流密度(du)(du)兩(liang)者間的(de)(de)(de)關系，其測試(shi)有以下幾種方法。
a. 恒(heng)電(dian)位法
恒電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)法(fa)即將(jiang)被研究的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)固(gu)定(ding)(ding)在(zai)不同的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)上，然后測試對應(ying)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)下的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)流密度(du)(du)，在(zai)實際應(ying)用過程中使用較(jiao)(jiao)(jiao)為(wei)(wei)普遍的(de)(de)(de)是(shi)靜態法(fa)及動態法(fa)。所(suo)謂靜態法(fa)是(shi)指(zhi)控(kong)制電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)為(wei)(wei)某一個(ge)特定(ding)(ding)值，測量(liang)相(xiang)對應(ying)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)下的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)流密度(du)(du)，且(qie)依(yi)次測定(ding)(ding)整(zheng)個(ge)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)下的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)流密度(du)(du)，從而得到整(zheng)個(ge)極(ji)(ji)化曲(qu)線(xian)；其次動態法(fa)指(zhi)控(kong)制電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)按照較(jiao)(jiao)(jiao)為(wei)(wei)緩慢的(de)(de)(de)速度(du)(du)不停地變化，并且(qie)測量(liang)相(xiang)對應(ying)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)下的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)流值，瞬(shun)時電(dian)(dian)(dian)流與其相(xiang)對應(ying)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)關(guan)系(xi)曲(qu)線(xian)即為(wei)(wei)極(ji)(ji)化曲(qu)線(xian)。這(zhe)兩(liang)種方(fang)(fang)法(fa)中較(jiao)(jiao)(jiao)為(wei)(wei)廣泛使用的(de)(de)(de)是(shi)動態法(fa)測定(ding)(ding)極(ji)(ji)化曲(qu)線(xian)，該方(fang)(fang)法(fa)的(de)(de)(de)優點在(zai)于掃(sao)描速度(du)(du)可以(yi)控(kong)制、可以(yi)自(zi)動測量(liang)并繪(hui)制極(ji)(ji)化曲(qu)線(xian)，其測量(liang)的(de)(de)(de)結(jie)果(guo)有(you)較(jiao)(jiao)(jiao)高的(de)(de)(de)重現性，對于那些需(xu)要比較(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)實驗該方(fang)(fang)法(fa)為(wei)(wei)首(shou)選。
b. 恒電流法
恒電(dian)(dian)(dian)流(liu)法是(shi)指(zhi)固定(ding)電(dian)(dian)(dian)極體系的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)流(liu)密度(du)為(wei)某(mou)一特(te)定(ding)值，測(ce)定(ding)跟(gen)電(dian)(dian)(dian)流(liu)密度(du)相對應的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)極電(dian)(dian)(dian)位(wei)。恒電(dian)(dian)(dian)流(liu)法測(ce)量極化(hua)曲(qu)線在測(ce)定(ding)過(guo)程中(zhong)電(dian)(dian)(dian)極很難達到(dao)一個穩定(ding)的(de)(de)狀(zhuang)態，所以(yi)在實際測(ce)量過(guo)程中(zhong)一般當電(dian)(dian)(dian)位(wei)接近穩定(ding)的(de)(de)時候即可以(yi)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(hua)學(xue)(xue)阻(zu)(zu)抗(kang)（EIS)測試(shi)把電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)(xue)系(xi)統作為(wei)一個等(deng)(deng)效電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)，交(jiao)流(liu)(liu)阻(zu)(zu)抗(kang)實驗的(de)基本(ben)等(deng)(deng)效電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)如圖5.2所示。該電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)的(de)組(zu)成(cheng)元(yuan)件(jian)有(you)電(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)（R:金屬材料對電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)的(de)阻(zu)(zu)攔功(gong)(gong)能）、電(dian)(dian)(dian)(dian)感（L:于(yu)電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)中對交(jiao)流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)阻(zu)(zu)礙功(gong)(gong)能）及(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)容（C:電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)中對交(jiao)流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)所引起的(de)阻(zu)(zu)礙作用）等(deng)(deng)，這(zhe)些(xie)元(yuan)件(jian)按(an)照串聯(lian)或者并(bing)聯(lian)的(de)方(fang)式(shi)(shi)組(zu)合起來形成(cheng)一個等(deng)(deng)效電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)。測量電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)(xue)阻(zu)(zu)抗(kang)能夠確定(ding)等(deng)(deng)效電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)的(de)組(zu)成(cheng)方(fang)式(shi)(shi)及(ji)各組(zu)成(cheng)元(yuan)件(jian)的(de)值、通過這(zhe)些(xie)元(yuan)件(jian)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)(xue)含(han)義就可以分析電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)(xue)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)過程的(de)性質和電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)(xue)系(xi)統的(de)結構。
