電化學(xué)測試技術(shù)

第1章 電極系統(tǒng)與電極結(jié)構(gòu)
1.1 電極系統(tǒng)、電極電位1
1.2 電極反應(yīng)的特點(diǎn)7
1.3 電極界面的雙電層結(jié)構(gòu)9
1.3.1 雙電層的形成9
1.3.2 電毛細(xì)管曲線和雙電層電容10
1.3.3 電極/溶液界面上的吸附現(xiàn)象13
1.3.4 雙電層結(jié)構(gòu)模型18
參考文獻(xiàn)21
第2章 電化學(xué)測量基礎(chǔ)
2.1 單電極反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程22
2.1.1 電極過程與控制步驟22
2.1.2 傳質(zhì)方式23
2.1.3 穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散24
2.1.4 非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散27
2.1.5 電化學(xué)極化條件下的動(dòng)力學(xué)方程27
2.1.6 濃差極化條件下的動(dòng)力學(xué)方程35
2.1.7 混合極化條件下的動(dòng)力學(xué)方程37
2.1.8 多電子轉(zhuǎn)移步驟和復(fù)雜電極過程39
2.2 腐蝕金屬電極的極化曲線方程40
2.2.1 混合電位與電極反應(yīng)耦合40
2.2.2 腐蝕金屬電極的極化曲線方程43
2.3 半導(dǎo)體電極45
2.3.1 能帶模型45
2.3.2 半導(dǎo)體/電解質(zhì)界面48
2.3.3 無光照下半導(dǎo)體電極反應(yīng)動(dòng)力學(xué)51
2.3.4 半導(dǎo)體電極的光效應(yīng)54
2.3.5 半導(dǎo)體電極與金屬電極的差別55
2.4 電化學(xué)信號(hào)的測量55
2.4.1 電極電位的測量56
2.4.2 極化電流的測量和控制57
2.4.3 工作電極60
2.4.4 參比電極64
2.4.5 Luggin毛細(xì)管66
2.4.6 電解質(zhì)溶液67
2.4.7 輔助電極68
2.4.8 鹽橋68
2.4.9 電解池69
參考文獻(xiàn)72
第3章 穩(wěn)態(tài)測量技術(shù)
3.1 電化學(xué)過程的分類73
3.2 穩(wěn)態(tài)過程74
3.2.1 穩(wěn)態(tài)74
3.2.2 穩(wěn)態(tài)過程的特點(diǎn)75
3.3 穩(wěn)態(tài)極化測量的分類77
3.4 恒電勢穩(wěn)態(tài)測量78
3.5 恒電流穩(wěn)態(tài)測量79
3.6 穩(wěn)態(tài)測量數(shù)據(jù)處理79
3.7 穩(wěn)態(tài)測量方法在電極過程動(dòng)力學(xué)研究中的應(yīng)用84
3.7.1 測定電極過程動(dòng)力學(xué)參數(shù)84
3.7.2 測定電極反應(yīng)活化能87
3.7.3 評(píng)價(jià)化學(xué)電源及其活性材料放電性能87
3.8 金屬電沉積中Hull Cell的陰極電流分布規(guī)律89
3.8.1 理論模型89
3.8.2 在金屬電沉積中的應(yīng)用93
3.9 穩(wěn)態(tài)測量技術(shù)在腐蝕電化學(xué)研究中的應(yīng)用95
3.9.1 金屬的鈍化95
3.9.2 緩蝕劑及其緩蝕機(jī)理97
3.9.3 穩(wěn)態(tài)測量技術(shù)在鋼筋混凝土研究中的應(yīng)用104
附錄 Qrigin自定義函數(shù)擬合106
參考文獻(xiàn)106
第4章 暫態(tài)測量技術(shù)
4.1 暫態(tài)過程108
4.2 暫態(tài)測量技術(shù)的分類109
4.3 控制電流暫態(tài)測量技術(shù)113
4.3.1 控制電流暫態(tài)測量技術(shù)的分類113
4.3.2 恒電流階躍法113
4.3.3 電化學(xué)控制條件下的對(duì)稱方波電流法120
4.3.4 電化學(xué)控制條件下的雙脈沖電流法121
4.4 控制電位暫態(tài)測量技術(shù)122
4.4.1 控制電位暫態(tài)測量技術(shù)的分類122
4.4.2 恒電位階躍法124
4.4.3 電化學(xué)控制條件下的對(duì)稱方波電位法129
4.4.4 線性電位掃描法130
4.4.5 三角波電位掃描法134
4.5 控制電量測試技術(shù)141
4.6 暫態(tài)測量的數(shù)據(jù)處理142
4.6.1 多個(gè)狀態(tài)變量線性體系恒電位階躍測量142
4.6.2 暫態(tài)測量數(shù)據(jù)的數(shù)值模擬——有限差分法146
4.7 暫態(tài)測量技術(shù)在金屬陽極氧化研究中的應(yīng)用149
4.8 暫態(tài)測量技術(shù)在金屬腐蝕研究中的應(yīng)用152
4.8.1 恒電量法152
4.8.2 電位階躍153
4.8.3 電流階躍155
4.8.4 循環(huán)伏安157
參考文獻(xiàn)158
第5章 電化學(xué)阻抗譜技術(shù)
5.1 電化學(xué)阻抗譜的基本概念160
5.1.1 阻抗與導(dǎo)納160
5.1.2 電化學(xué)阻抗譜162
5.1.3 等效電路、等效元件及其連接方式162
5.1.4 Kramers?Kronig轉(zhuǎn)換167
5.1.5 法拉第導(dǎo)納的數(shù)學(xué)模型169
5.1.6 混合電位下的電化學(xué)阻抗譜172
5.1.7 電化學(xué)阻抗譜的時(shí)間常數(shù)174
5.1.8 擴(kuò)散過程引起的阻抗175
5.2 電化學(xué)阻抗譜的測量方法180
5.2.1 以正弦波激勵(lì)信號(hào)測量交流阻抗的方法180
5.2.2 時(shí)-頻轉(zhuǎn)換184
5.3 電化學(xué)阻抗譜的數(shù)據(jù)處理和解析193
5.3.1 阻抗數(shù)據(jù)處理的目的與途徑193
5.3.2 阻納數(shù)據(jù)的非線性最小二乘法擬合原理194
5.3.3 等效電路法195
參考文獻(xiàn)203
第6章 電化學(xué)阻抗譜技術(shù)在電化學(xué)研究中的應(yīng)用
6.1 電化學(xué)阻抗譜技術(shù)在金屬腐蝕研究中的應(yīng)用204
6.1.1 電化學(xué)阻抗譜技術(shù)在陽極溶解和緩蝕劑研究中的應(yīng)用204
6.1.2 電化學(xué)阻抗譜技術(shù)在金屬陽極氧化研究中的應(yīng)用226
6.1.3 電化學(xué)阻抗譜技術(shù)在局部腐蝕研究中的應(yīng)用229
6.1.4 涂層/金屬體系的EIS模型及其演化256
6.1.5 涂層防護(hù)性能的EIS評(píng)價(jià)264
6.1.6 水及侵蝕性粒子在涂層中傳輸行為的EIS研究268
6.1.7 局部電化學(xué)阻抗譜282
6.2 電化學(xué)阻抗譜技術(shù)在化學(xué)電源研究中的應(yīng)用286
6.3 電化學(xué)阻抗譜技術(shù)在光電化學(xué)中的應(yīng)用293
6.3.1 在半導(dǎo)體電極能帶結(jié)構(gòu)等參數(shù)確定中的應(yīng)用293
6.3.2 在光電催化反應(yīng)中的應(yīng)用294
6.3.3 在染料敏化太陽能電池研究中的應(yīng)用295
參考文獻(xiàn)297
第7章 電化學(xué)噪聲技術(shù)原理
7.1 電化學(xué)噪聲的分類300
7.2 電化學(xué)噪聲的測定302
7.3 電化學(xué)噪聲的分析303
7.3.1 頻域分析303
7.3.2 時(shí)域分析309
7.3.3 電化學(xué)噪聲的分形分析311
7.3.4 電化學(xué)噪聲的小波分析313
7.3.5 腐蝕指標(biāo)SE和SG318
7.3.6 電化學(xué)發(fā)射光譜法326
7.4 材料腐蝕EN研究的數(shù)據(jù)量化處理及測量中的常見問題327
參考文獻(xiàn)329
第8章 電化學(xué)噪聲技術(shù)的應(yīng)用
8.1 電化學(xué)噪聲技術(shù)在金屬腐蝕研究中的應(yīng)用333
8.1.1 點(diǎn)蝕的特征333
8.1.2 點(diǎn)蝕過程的電化學(xué)噪聲機(jī)制336
8.1.3 非穩(wěn)定點(diǎn)蝕和穩(wěn)定點(diǎn)蝕的區(qū)分339
8.1.4 材料應(yīng)力腐蝕和裂蝕等局部腐蝕的EN特征340
8.1.5 腐蝕類型及其轉(zhuǎn)換的電化學(xué)噪聲研究342
8.1.6 電化學(xué)噪聲在金屬自然環(huán)境模擬研究中的應(yīng)用351
8.2 電化學(xué)噪聲技術(shù)在涂層性能評(píng)價(jià)和緩蝕劑篩選研究中的應(yīng)用368
8.3 電化學(xué)噪聲在金屬電沉積研究中的應(yīng)用369
8.3.1 金屬電沉積噪聲與鍍層結(jié)構(gòu)的關(guān)系369
8.3.2 金屬電沉積噪聲特征與電沉積速率控制步驟的關(guān)系370
8.3.3 2D/3D成核生長過程的電化學(xué)噪聲特征370
8.4 電化學(xué)噪聲在化學(xué)電源及其它領(lǐng)域中的應(yīng)用381
8.5 展望381
參考文獻(xiàn)382