第1章電化學測量概述1

1.1電化學測量方法1

1.2電化學測量的基本原則2

1.3電化學測量的主要步驟3

第2章穩(wěn)態(tài)極化曲線與動力學方程式4

2.1電極的極化4

2.1.1電極的極化現(xiàn)象4

2.1.2電極極化的原因5

2.1.3穩(wěn)態(tài)極化曲線5

2.2電極過程與控制步驟7

2.2.1電極過程的基本歷程7

2.2.2電極過程的速度控制步驟8

2.3電極反應與交換電流9

2.4電化學極化方程式10

2.4.1電化學極化的基本實驗事實10

2.4.2電化學極化的基本方程式11

2.4.3幾種特定情況下的電化學動力方程式11

2.5濃差極化方程式14

2.5.1理想情況下的穩(wěn)態(tài)擴散過程14

2.5.2濃度極化方程式16

2.6電化學極化與濃差極化同時存在的極化曲線18

思考題20

第3章穩(wěn)態(tài)極化曲線的測定21

3.1穩(wěn)態(tài)法的特點21

3.2控制電流法和控制電位法22

3.3三電極體系與電流和電位的測定25

3.3.1三電極體系25

3.3.2電解池32

3.3.3電流的測量37

3.3.4電極電位的測定37

3.4逐點調(diào)節(jié)和階梯波法測定穩(wěn)態(tài)極化曲線39

3.5慢掃描法測定穩(wěn)態(tài)極化曲線43

3.6旋轉圓盤和環(huán)盤電極及其應用46

3.6.1旋轉圓盤電極46

3.6.2旋轉環(huán)盤電極50

3.7穩(wěn)態(tài)極化曲線的應用51

3.7.1在電化學基礎研究方面的應用51

3.7.2在腐蝕科學中的應用54

3.7.3在化學電源中的應用56

3.7.4在表面防護中的應用58

思考題59

第4章控制電流暫態(tài)法60

4.1暫態(tài)法概述60

4.1.1暫態(tài)過程和暫態(tài)測試方法60

4.1.2暫態(tài)過程的等效電路62

4.1.3暫態(tài)測量方法65

4.2電化學極化下的控制電流暫態(tài)測試方法66

4.2.1電流階躍法67

4.2.2斷電流法69

4.2.3方波電流法70

4.2.4雙脈沖電流法71

4.3濃差極化下的控制電流暫態(tài)測試方法72

4.3.1電流階躍極化下的暫態(tài)擴散過程72

4.3.2過渡時間τ的測定及其應用74

4.3.3可逆電極體系的電位時間曲線75

4.3.4完全不可逆電極體系的電位時間曲線75

4.3.5準可逆電極體系的電位時間曲線76

4.4控制電流暫態(tài)實驗技術77

4.4.1控制電流暫態(tài)法實驗條件的選擇77

4.4.2電流階躍實驗技術78

4.4.3斷電流法實驗81

4.4.4方波電流法實驗82

4.4.5雙電流脈沖法實驗84

4.5控制電流暫態(tài)法的應用84

4.5.1恒電流充電法研究電極表面覆蓋層84

4.5.2研究氫在鉑電極上析出的控制步驟問題88

4.5.3控制電流暫態(tài)法測定內(nèi)阻90

思考題92 第5章控制電位暫態(tài)法93

5.1控制電位暫態(tài)法的種類和特點93

5.2電化學極化下的電位階躍法94

5.2.1電位階躍法94

5.2.2方波電位法97

5.3濃差極化下的電位階躍法99

5.4線性電位掃描法103

5.4.1小幅度線性電位掃描法103

5.4.2大幅度線性電位掃描法105

5.5控制電位暫態(tài)法實驗技術111

5.6控制電位暫態(tài)法的應用117

5.6.1電位階躍法測定電極真實表面積117

5.6.2方波電位法研究特性吸附現(xiàn)象120

5.6.3小幅度三角波電位法研究電極表面覆蓋層121

5.6.4三角波電位法研究電極反應123

思考題125

第6章電化學阻抗法126

6.1電化學阻抗法導論126

6.1.1交流阻抗概述126

6.1.2電化學阻抗譜129

6.1.3等效組件與等效電路130

6.2電化學極化控制下的交流阻抗法139

6.2.1電化學極化控制下的阻抗及等效電路139

6.2.2頻譜法測量體系參數(shù)139

6.2.3極限簡化法測量體系參數(shù)141

6.2.4復數(shù)平面圖法測量體系參數(shù)141

6.2.5電化學阻抗譜的時間常數(shù)142

6.3濃差極化控制下的交流阻抗法145

6.3.1存在濃差極化時交流電極化引起的表面濃度波動145

6.3.2存在濃差極化時可逆電極反應的法拉第阻抗147

6.3.3存在濃差極化時準可逆電極反應的法拉第阻抗148

6.3.4電化學極化和濃差極化同時存在時電極的法拉第阻抗149

6.4電極反應表面過程的法拉第阻納151

6.4.1不同幾何形狀的電極151

6.4.2電極表面吸附152

6.4.3固體表面成膜153

6.5電化學阻抗譜的數(shù)據(jù)處理與解析156

6.6電化學阻抗法的應用157

6.6.1電化學阻抗法研究金屬腐蝕158

6.6.2電化學阻抗法研究表面涂層的防護性能159

6.6.3電化學阻抗法在能源器件上的應用161

思考題164

第7章電化學測試儀器165

7.1電化學測試儀器概述165

7.2恒電位儀和恒電流儀168

7.2.1恒電位儀基本電路分析168

7.2.2恒電位儀基本性能和設計要求170

7.2.3恒電位儀主要性能的檢測方法178

7.2.4恒電位儀應用的靈活性181

7.2.5恒電流儀182

7.3電化學工作站183

7.3.1電化學工作站的原理及特點183

7.3.2CHI電化學工作站簡介184

第8章電化學掃描探針顯微技術189

8.1電化學掃描探針顯微技術概述189

8.2電化學掃描隧道顯微鏡190

8.2.1STM的工作原理190

8.2.2ECSTM裝置192

8.2.3ECSTM的應用194

8.3電化學原子力顯微鏡198

8.3.1AFM的工作原理及技術198

8.3.2ECAFM裝置200

8.3.3ECAFM的應用200

8.4掃描電化學顯微鏡204

8.4.1SECM的工作原理204

8.4.2SECM裝置及工作模式205

8.4.3漸近曲線207

8.4.4SECM的應用208

8.5微區(qū)電化學掃描探針技術211

8.5.1掃描振動參比電極技術211

8.5.2掃描開爾文探針213

8.5.3局部電化學交流阻抗譜214

思考題216

第9章金屬腐蝕速度的電化學測定方法217

9.1金屬電化學腐蝕速度基本方程式217

9.2塔菲爾直線外推法測定金屬腐蝕速度219

9.3線性極化法測定金屬腐蝕速度223

9.3.1基本原理223

9.3.2bA和bK的測定224

9.3.3極化電阻Rp的測定方法225

9.3.4線性極化法的適用性及主要誤差來源230

9.4弱極化區(qū)三點法測定金屬腐蝕速度231

9.5恒電流暫態(tài)法測定極低的腐蝕速度233

9.5.1切線法233

9.5.2兩點法234

9.6金屬局部腐蝕速度的測定236

9.7電偶腐蝕速度的測定239

9.8三角波電位掃描法預測金屬點蝕和縫隙腐蝕的敏感性242

9.8.1點蝕敏感性的預測242

9.8.2縫隙腐蝕敏感性的評定245

9.9動電位掃描法測定電位pH圖和等腐蝕速度圖246

9.9.1理論電位pH圖246

9.9.2實驗電位pH圖的繪制250

9.9.3等腐蝕速度圖的測繪251

9.10電化學噪聲研究金屬腐蝕255

9.10.1電化學噪聲的分析256

9.10.2電化學噪聲的測定263

9.10.3電化學噪聲在金屬腐蝕研究中的應用264

思考題278

附表A某些國際制(SI)單位和物理常數(shù)279

附表B標準電池電動勢,飽和甘汞電極電位,2.303RT/F值及飽和水蒸汽壓力281

參考文獻282