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电化学噪声(2)——真实电化学系统的ASTM评估
  • 发布时间 : 2020-06-18 09:00:45
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1. 简介

上篇文章(EN:电化学噪声(1))的结论是Bio-Logic恒电位仪的本征电位和电流噪声比美国材料试验学会ASTM要求的噪声测量结果要好。本文的目的是进一步验证Bio-Logic的仪器,将使用Bio-Logic仪器进行实际噪声测量与ASTM出版物[1]中关于真实电化学系统的结果进行比较。抗噪性是许多可用于解释电化学噪声数据的工具或值之一,写作Rn,通常定义为电位的标准偏差除以电流的标准偏差[2]

2. ASTM实验

试验样品AISI1018钢,溶液为0.1M柠檬酸。使用的确切条件在ASTM出版物[1]ASTM G5[3]中有更详细的描述。

实验中使用腐蚀电Bio-Logic的三电极电解池,其中每个夹持器插入一个AISI 1018磁盘。工作电极、辅助电极和伪参比电极使用相同的材料。当三个电极形成一个等边三角形时,每个电极平面彼此相等。每个样品用240600粒度的碳化硅纸抛光,在乙醇中漂洗并在空气中干燥。环境温度保持在25°C,溶液放在露天,无需额外搅拌。将电解池置于法拉第笼中,用VSP-300进行测量。软件版本为EC-Labv10.20,选用ZRA技术,条件如图1所示,默认滤波器为50kHz



1ZRA条件

1. ASTM比较

2为ASTM出版物中获得的Rn的演变。Rn的定义如下[1]

其中,ErmsIrms分别是256 s期间记录的电位噪声和电流噪声的均方根值。rms值的定义见附录。


2ASTMAISI1018钢在0.1M柠檬酸中的电化学噪声阻抗

3为在类似条件下使用VSP-300获得的结果。通过比较图2和图3,可以得出结论,使用Bio-LogicVSP-300进行的噪声测量得到的结果与ASTM出版物中获得的结果非常相似,并用作参考。40小时后,在我们的案例中Rn达到500Ω,在ASTM出版物中介于1000Ω2000Ω之间。这些差异可能是由于实验装置(通风、温度、产品纯度……)的微小差异造成的。在工作电极上进行质量损失测量。假设工作电极的密度为7.8gcm-3,总暴露时间为73.4h得到腐蚀速率接近1mm/y,这与ASTM出版物[1]中给出的值相对应。


3:用VSP-300获得的AISI1018钢在0.1M柠檬酸中的电化学噪声阻抗

1. 结论

根据实验结果和美国材料试验协会(ASTM)的建议,Bio-Logic仪器能够在真实的电化学系统上进行可靠的噪声测量。

附录

分布值x的标准偏差为:

其中n是值x的个数,μx)是平均值。

rms定义为:

如果n很大且μx=0,则:rmsxx)。

参考文献

[1] J. R. Kearns et al., ASTM STP 1277 (1996) 446.

[2] R. A. Cottis, Corrosion 57, 3 (2001) 265.

[3] ASTM G5-94 Standard Reference Test Method for Making Potentiostatic and Potentiodynamic Anodic Polarization Measurements.





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