高温高压电化学腐蚀测试系统

AFM型号：Easyscan 2 FlexAFM LS测量模式：Dynamic轻敲式悬臂探针： NCLR附件仪器：CH Instruments电化学分析仪制作好的铜片样品（工作电极）用鳄鱼夹夹好，鳄鱼夹应远离溶液避免可能的腐蚀。样品与Ag/AgCl参比电极，对电极组成电化学体系。所有电极均浸泡在100mM NaCl水溶液中。图1为测试前铜片的形貌像，使用的是动态轻敲模式。开路电位（OCP）为-0.347V，做Tafel曲线和点蚀测量以确定点蚀电位。加一个0.6V阳极电位1分钟在体系上后，测量铜片的形貌像，如图2所示，可以看到铜片表面发生了一些变化。再过1分钟后，可以看到溶液中产生了一些气泡，图3为此时的铜片形貌像，可以看到在铜片表面有相当多的变化，由于铜的电化学腐蚀导致材料表面产生了一些物质，在铜样品周围有一些小颗粒。颗粒沉积的痕迹能在形貌像中看到。再过1分钟后，着这个阶段已经不可能看到形貌像，因为腐蚀物质形成的混浊液体的干扰遮挡住了激光光束。在这个阶段铜样品被取出彻底冲洗后，放入新的液体中，再一次进行AFM测量，形貌像显示出表面的凹点（如图4）。通过软件可得到凹点的平均深度和直径。用不锈钢做相同的试验，电位为+1V，甚至10分钟后形貌像仍没有发生改变（图5和6），抗腐蚀能力没有发生变化。

（本文章的版权属于文章作者及所属出版机构，下载本文仅可作学习研究之用，不得用于商业目的。）研究了不同成分的非晶合金在3 % NaCl 水溶液中的电化学腐蚀性能,发现各大块非晶合金均发生自钝化,钝化电流密度约为10 - 6 —10 - 5 A/cm2 ,远低于1Cr18Ni9Ti 不锈钢。 并且,随着Nb 含量的增加非晶合金的点蚀电位不断增加,表明其耐腐蚀性不断增强。

摘 要：为了提高海参的干燥质量，利用高压电场和真空冷冻对海参进行了 2 种不同时段的联合干燥试验，即海参分别先进行 3 h 和 5 h 的高压电场干燥， 然后再进行真空冷冻干燥， 并与单纯高压电场及单纯真空冷冻干燥就干燥时间、电能消耗以及干燥后产品的质构、复水率、收缩率、蛋白质和酸性粘多糖含量等品质指标进行了比较。研究结果表明，较之单纯真空冷冻干燥，两种联合干燥用时更少，能耗更低，3 h 和 5 h 联合干燥分别节能 19.5%和 32.6%。与单纯高压电场干燥相比，联合干燥的海参质量得到了显著提高，所干燥的海参收缩率和硬度更小，复水率和蛋白质含量更高，感官品质更好。

聚合物电解质膜燃料电池（PEMFCs)是一种非常有前景的能源，可以被广泛使用在汽车，笔记本电脑或者静置的机器中。然而腐蚀确缩短了电池的使用寿命。对这种腐蚀更好的了解可以让我们改善电池寿命。在这里，QCM-D结合电化学技术分析了PEMFC电极的腐蚀情况。

（本文章的版权属于文章作者及所属出版机构，下载本文仅作学习研究之用，不得用于商业目的。）应用丝束电极研究了半连续培养基中SRB及其生物膜对Q235低碳钢腐蚀的影响。采用电位、电流以及阻抗扫描技术测试了生物膜的不均匀性特性，以及电极开路电位和电化学阻抗谱(EIS)与培养时间的关系。发现随生物膜的成长，开路电位负移。由于生物膜中SRB代谢产生的硫化物具有导电性，使表面电位扫描已不能作为生物膜下局部腐蚀的判据，但表面阻抗扫描却可探测到膜下的局部腐蚀。EIS表明，生物膜电容极大(104 ～105 μF/cm2)，且膜电容随时间呈S型增加，而溶液电阻和电荷传递电阻则呈指数下降。

本文研究饱和海水湿气环境对907A钢施加缓释剂的防蚀作用，利用恒电量技术等电化学方法对同材质的三电极大气腐蚀监测探头进行腐蚀测量

（本文章的版权属于文章作者及所属出版机构，下载本文仅作学习研究之用，不得用于商业目的。）通过测量16Mn钢在0 1mol/LCl-+0 5mol/LHCO-3溶液中的电化学噪声 ，发现在点蚀诱导期 ，亚稳态蚀点的形核速率λ不到 0 0 0 2s-1，噪声电流峰平均宽约 3～ 5s，而噪声电位峰却平均宽达 2 0 0s 在点蚀从亚稳态转变为稳态过程中，λ急剧增加，且电流噪声峰宽度也开始增加，但电位峰宽度却开始减小 。随着局部腐蚀进入稳定发展期 ，噪声中出现了大尺度的波动 ，且噪声电位峰与电流峰宽度基本相等 ，但λ却有所下降 。宏观点蚀的出现导致噪声电阻Rn 迅速下降 ，并在腐蚀进入稳定发展期后逐渐趋于稳定。

应用电化学阻抗谱和扫描振动电极技术研究了碳钢基体上含人造缺陷的的水性环氧树脂铝粉涂层浸泡在3.5%NaCl溶液中的服饰电化学行为！ 只做学术交流，不做其他任何商业用途，版权归原作者所有！

通过化学氧化工艺在MB8镁合金表面制备了化学转化膜,研究了氧化液种类、浓度对镁合金及表面转化膜的电化学腐蚀行为的影响,用扫描电镜观察了表面转化膜电化学腐蚀前后的微观形貌,用电化学分析系统测试了不同溶液中的塔菲尔极化曲线,并对MB8镁合金的氧化及电化学腐蚀行为进行了分析。结果表明,经1. 5 min处理可以得到防护性能较好的氧化膜层,在0.5mol/L硫酸、0.5mol/L氢氧化钠和3. 5%氯化钠溶液中,带氧化膜镁合金的耐蚀性都比镁合金基体的耐蚀性好。

本试验适用于预定耐受含盐大气的元件或设备,其耐受程度随选用的严酷等级而定盐能降低金属零件和(或)非金属零件的性能。金属材料盐腐蚀的机理是电化学腐蚀,而对非金属材料的降解作用却是由盐与材料复杂的化学反应所引起的。腐蚀速率在很大程度上取决于对试验样品表面供应的含氧盐溶液的量、样品的温度和环境的温、湿度。

电化学阻抗谱（EIS）是一个强大的技术，它使用一个小振幅交流电信号去探测电解池的阻抗特征。交流信号在大频率范围扫描以产生一个测试中电化学电解池的阻抗谱。EIS与直流电技术的区别在于它可以对发生在电化学电解池的电容性，电感性和扩散过程进行研究。EIS背后的理论比直流技术更加复杂，所以建议您在入门前先对基本原理有一个基础的了解。EIS有深远的应用包括涂层，电池，燃料电池，光伏，传感器和生物化学。这个指南将集中于EIS技术在涂覆铝面板腐蚀性能分析方面的应用。先知道一些关于被调查的电化学系统的知识也是很有帮助的。有了对系统的基本了解，就可以知道电化学工作站是否能够收集所需的信息且收集到的数据是否满足精度要求。

文章中采用了Gamary电化学工作站，GAMRY Reference 600+软件功能强大，操作简便。硬件设计独特，性能稳定。GAMRY Reference 600+电化学综合测试仪可以满足电池、材料表征、生物传感器、电化学机理、点分析化学、腐蚀与防护、痕量物质检测、电化学合成等多种电化学研究领域。

本文中使用一次性抛弃式的碳丝印电极，避免电极交叉污染；利用磁性增强检测物质的富集能力，检测系统中嵌入PalmSens便携式电化学分析仪进行循环伏安法和交流阻抗的电化学测试。

近几十年来，已有多种硬组织植入材料被成功地开发。金属由于具有比陶瓷或聚合物更高的机械强度及韧性，在修复或替换骨组织的生物材料方面扮演着重要角色。现有的医用金属生物材料主要包括不锈钢，钛合金及镍钴铬合金。而这些合金存在一些弱点，一是经过腐蚀或磨损会释放有毒的金属离子或者粒子，导致生物相容性的降低。二是现有金属材料的弹性模量与骨组织不匹配，导致新骨生长减慢及变形。三是现在广泛使用的金属植入板、螺丝钉等，当组织愈合后需通过第二次手术将其取出。镁合金是一种潜在的人体植入材料。镁的密度、弹性模量等综合力学性能与人体骨骼相近。更重要的是，镁与人体的相容性极好，溶解的镁离子正是人体必需的元素。Ca是人体中最重要的阳离子，是人体硬组织骨的主要组成之一，镁钙合金中富钙相的腐蚀溶解将引起局部钙浓度升高，从而促进羟基磷灰石或可作其前驱物的其它磷酸钙陶瓷的形成，有利于新生硬组织在合金表面沉积。本课题研究一种可降解的硬组织植入材料——MgCa合金，可望在腐蚀降解的同时诱导新骨生长，最终被新骨完全取代，达到彻底治愈硬组织损伤的目的。本课题研究了纯镁及镁合金在体液浸泡实验中的腐蚀降解情况。通过金相观察、腐蚀失重分析、pH值分析、X衍射分析、析氢速率测试、扫描电镜形貌分析、电化学腐蚀速率测量，找出了镁合金在仿生溶液中的腐蚀降解规律。最后对试样进行了细胞毒性等生物学性能测试及硬度等力学性能分析。实验结果表明：(1)自行设计、冶炼含0~2.0%Ca的镁合金。通过控制中间合金的加入量，分别得到Mg-0.7Ca、Mg-2.0Ca、Mg-0.74Ca-0.35Y、Mg-1.9Ca-0.45Y及Mg-2.0Ca-1.2Y五种不同组分的镁基合金。其中，含0~1%Ca的镁基合金在国内是首创。(2)上述五种合金与99.9%纯镁、Mg-Zn合金对比，在本实验仿生体液中浸泡后检查分析，结果显示，在以上所有合金中，Mg-0.7Ca合金的平均失重率最低，其值为1.11%/d；pH值变化最为缓慢；电化学腐蚀速率为2.298mA/mm2，仅次于纯镁的2.086 mA/mm2；显微硬度HV为85，较纯镁及其他合金均高；细胞毒性为0~1级，满足细胞毒性的要求。因此，Mg-0.7Ca合金具有最佳的耐蚀性能、生物相容性等综合性能。(3)最佳组分配比的Mg-0.7Ca合金，在仿生体液浸泡前时显微组织均致密、细小，XRD分析显示，浸泡前主要为α-Mg及Mg2Ca相，浸泡后其表面主要为α-Mg及TCP[Ca3(PO4)2]相，且随着时间增加，表面物相出现非晶化趋势。同时，宏观可见致密、均匀的白色物质并与基体结合良好。这些特征表明该合金在仿生体液环境下的腐蚀降解行为导致它良好的骨诱导性能，同时，该合金表面出现非晶化趋势白色钝化膜及生物TCP陶瓷，是该Mg-Ca合金耐蚀性能提高对原因之一。(4)热力学计算证明，由于钙的标准电势低于纯镁，当钙固溶于镁中，或者以单质形式析出时，合金内部产生微电化学反应，钙成为牺牲阳极，从而加速合金的腐蚀。而铸态的镁合金由于非平衡结晶钙形成了Mg2Ca。因此，铸态的Mg-Ca合金将拥有较好的耐腐蚀性能。

石英晶体微天平是以石英晶体为换能元件，利用石英晶体的压电效应，将待测物质的质量信号转换成频率信号输出，从而实现质量、浓度等检测的仪器，测量精度可以达纳克量级。Bruckenstein等人又将QCM引入电化学研究，将QCM技术与电化学技术联用组成电石英晶体微天平系统(eQCM)。由于eQCM能在获得电化学信息的同时又能得到电极表面质量变化的信息。因此eQCM迅速引起了科学家的兴趣。

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电化学阻抗谱（EIS）是获取电化学系统信息的一种强有力的测试方法。它常常被应用在测试新型的能源转换和存储类电化学器件（ECS），包括电池，燃料电池和超级电容器。EIS可以被用到新设备发展的各个阶段，一直从半电解池反应的机理和动力学初始评估到电池包的质量控制。

为了提高铝的活化性能和减少铝的腐蚀,用电化学方法研究了碱性甲醇有机体系及加入添加剂饱和Ca (OH) 2对铝阳极( w (Al) = 991999 %) 电化学行为的影响。结果表明:浓度4 molPL KOH2甲醇+ w (H2O) 30 %体系能大幅度抑制铝的腐蚀,但极化程度有所增大 添加剂饱和Ca (OH) 2 ,使铝在浓度4 molPL KOH2甲醇+ w (H2O) 30 % + 饱和Ca (OH) 2中的电化学活性接近在浓度4 molPL KOH 水溶液中的活性 在1120 V 处的电流密度比无添加剂时的提高了11402 倍 开路电位值Eocp 为- 11870 V。同时铝的腐蚀速度降低,缓蚀率为87167 %。

采用DSR数字型旋转圆盘电极装置及电化学工作站，分别进行LPR线性极化电阻测试、Tafel曲线测试和EIS交流阻抗测试，防腐蚀效果评价：复合膜 硅烷膜 空白样品。 用做介质和流体输送的管型铝材，譬如用作输送冰箱、冰柜制冷剂等，由于长期处于或易暴露在腐蚀的环境下，极易被腐蚀而导致介质的泄露和其它安全事故的发生，因此使用前必须对管型铝材进行防腐预处理。 采用电化学测试手段来评价铝管表面复合膜层的耐蚀性能。在自制三电极体系中，将试样制成暴露面积为1 cm2的工作电极，对电极为铂片电极，参比电极为饱和甘汞电极。利用美国PINE公司的WaveDriver200电化学工作站分别对试样在3.5% NaCl溶液中进行LPR线性极化电阻测试、Tafel曲线测试和EIS交流阻抗测试，试验时系统温度控制在25±2℃。

测试单位：北京卓立汉光仪器有限公司（Zolix Instrument Co.,LTD）测试对象：光电化学电池（PEC）实验目的：光电化学电池的IPCE

扫描电化学显微镜（SECM）在腐蚀应用领域的重要性受到越来越多科研和商业部门的重视。SECM的高分辨率和定量分析能力为评估材料表面耐蚀性提供了一个新的方法。目前，该技术应用过程中经常受样品表面的较大形貌特征变化的影响，只能在有限的范围内实现恒高度扫描。SECM结合非触式微区形貌测试系统（OSP），用户可以先做一个表面形貌测试，然后在SECM扫描过程中控制探针的位置。不用高度追踪，电流测量会受形貌和电化学活性的影响，获得的响应是两者的总和。用高度追踪，可以有效避免形貌的影响，测量样品电化学活性

微电极的制作是微流控芯片电化学检测的关键技术. 本文提出CO2激光烧蚀结合化学腐蚀快速制作微流控芯片阵列微电极的方法. 此处制作学术交流，不做其他任何商业用途，版权归原作者所有！

电化学热电池（electrochemical thermcells）作为用于低品质热源的热电转换技术，是目前可穿戴电子产品的研究热点之一，使用中要求具有一定的温差环境。电化学热电池相应的性能测试就对温度和温差形成提出很高要求，特别是要求温度控制仪器具有高控制精度、可编程控制、周期交变控制、通讯和随机软件功能。本文介绍了新型超高精度具有多功能的PID控制仪，并详细描述了电化学热电池特性测试中的温度控制系统结构。

电池行业的发展对电池检测技术提出了更高的要求，迫切需要高效智能的检测设备。本课题目的是设计一种满足功能和精度要求的综合电化学工作站。综合电化学工作站在电池检测中占有重要地位，它将恒电位仪、恒电流仪和电化学交流阻抗分析仪有机地结合，既可以做三种基本功能的常规试验，也可以做基于这三种基本功能的程式化试验。在试验中，既能检测电池电压、电流、容量等基本参数，又能检测体现电池反应机理的交流阻抗参数，从而完成对多种状态下电池参数的跟踪和分析。本文从结构设计的角度，对综合电化学工作站进行了研究。根据恒电位测量、恒电流测量、交流阻抗测量三种功能的工作原理和相应的性能指标，提出以DSP处理器为控制核心的硬件结构体系。在该设计方案下，进行了大量的硬件设计调试工作和软件设计调试工作。本文的内容包括以下三点：(1)电化学工作站的系统分析。详细分析了电化学工作站三种基本功能的工作原理和性能指标，确定了电化学工作站的硬件系统结构—以DSP处理器为整个系统的控制核心，实现对六个通道的电池测量和控制，以及将数据送往PC机进行储存和处理。(2)系统硬件设计。硬件设计主要集中在DSP电路板、接口电路板、测量控制电路板的设计上。DSP电路负责发出控制信号和处理测量信号；测量电路直接与被测对象相连接，实现具体测量、控制；接口电路是DSP电路板与测量控制电路板之间的桥梁。从电路结构、芯片选型到最后布局，将各个功能电路进行细化，分步骤设计。(3)系统软件设计。结合系统工作特点和硬件结构，确定了软件总体架构。重点研究了过采样滤波软件算法和快速傅立叶变换（FFT）测算交流阻抗软件算法。

美国Gamry公司最新型号电化学工作站，保留了以往型号所有的优势；卓越的低阻抗测试特性，准确度到达微欧数量级。为能源材料研究特别改进了硬件和软件，电流量程3pA-3A，可以扩展到30A,电压最高32V，300K的采样速度，电浮动浮地技术；特别为电池，电容器，液流电池等能源材料设计的PWR800软件测试包等等。可以进行系列电化学测试编程。同时可以扩展位双恒电化学工作站和IMPS/IMVS系统。

应用电化学方法和表面分析技术(AFM和SEM)研究硫酸盐还原菌( SRBB) (生物环境)及其腐蚀产物(非生物环境)对A3钢腐蚀行为的影响以及A3钢在两种不同环境下的腐蚀特征. 只做学术交流，不做其他任何商业使用，版权归原作者所有！

为了扩大铝阳极的应用范围,采用添加剂来降低其腐蚀速度,同时活化铝阳极。用塔菲尔曲线、线性扫描伏安法、恒电流放电等方法,研究了在4 mol/L KOH溶液中,NaAlO2 及添加剂NaF对铝(99. 999%)阳极电化学性能的影响。结果表明: NaAlO2 对铝阳极有害, NaAlO2 的浓度不要超过3 mol/L 但添加50 mmol/L NaF在3. 5 mol/L NaAlO2 + 4 mol/L KOH中,则铝的腐蚀电流密度由23. 7 mA / cm2降低到20. 8 mA / cm2 ,电极电位由- 0. 75 V负移到- 1. 50 V,开路电位由- 1. 64 V负移到- 1. 68 V,电位滞后时间缩短,基本上恢复到铝在4 mol/L KOH溶液中的电化学性能。

文章主要研究了多孔Ti-24Nb-4Zr合金在不同的pH值下的NaCl溶液的电化学阻抗谱，并与常用的植入材料纯钛，Ti-6Al-4V合金，致密Ti-24Nb-4Zr合金的电化学阻抗谱进行对比分析，多孔Ti-24Nb-4Zr合金具有与参比材料相类似的腐蚀特性，基本符合医用植入材料的要求。

随着电池行业的迅猛发展，人们对电池检测技术提出了更高的要求，迫切需要一种高效，能测量体现电池反应过程参数的检测设备。本课题目的在于研发一种综合电化学工作站满足上述需求。综合电化学工作站是一套完整的、数字化的、电化学体系的检测分析设备。它把恒电位仪，恒电流仪和电化学交流阻抗分析仪有机地结合到一起，既可以做常规的基本测试如动电位扫描、动电流扫描试验和电化学交流阻抗测量，也可以做基于这三种基本试验的程式化试验，如恒电流充电-电化学交流阻抗测量，电池寿命循环试验-电化学交流阻抗测量试验，从而完成多种状态下电化学体系的参数跟踪和分析。它可以快捷、精确的检测电池的容量、测量体现电池反应机理的交流阻抗参数。本文以交流阻抗谱为理论依据，在既定电位范围、精度、分辨率和响应速度等性能指标的要求下构建出上下位机多层次硬件体系结构，有针对性地设计了下位机的接口电路板和测量电路板，并在此设计方案下进行了大量的硬件功能调试，达到了预期的性能指标。本文的主要内容可概括为以下三点：(1)电化学工作站的功能原理研究与硬件系统设计。介绍了电化学工作站的三种基本功能和性能指标，电化学交流阻抗测量的原理，并进而提出了电化学工作站的硬件系统结构，构建了电化学工作站的硬件结构设计；(2)下位机的接口电路板和测量电路板设计，在设计中力图提高系统精度、灵活性。实现对电池电压和电流的测量和控制功能，使工作站测量和控制功能达到了功能多样化精确化，为电化学交流阻抗测量等功能实现打下基础；(3)实验及误差分析。对电化学工作站的硬件测量和控制功能进行了实验验证，分析了误差产生得原因，对固有误差进行了补偿，对不同幅值直流信号和不同幅值、频率的交流信号进行测量，达到了精确测量的性能指标。

自1898 年 Stewart 提出利用电化学法检测微生物， 电化学法已发展成为一种微生物快速检测的方法 根据检测的参数不同， 电化学微生物检测法可以分为阻抗微生物法和介电常数法 阻抗法主要用于食品工业中微生物的快速检测)， 尤其用于易腐食品的微生物快速检测， 以期实现在其发生明显腐败之前得到检测结果 而介电常数则用于生物发酵过程中的微生物数量的快速测定， 可以实现在线监测微生物数量及生物发酵过程的实时控制 电化学法由于其检测迅速 可以实现自动化检测， 在工业化生产中具有广阔的应用前景。