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合在一起,构成了一幅表面电势分布图。由于计算机采集数据的速度很快,因而可以达到测 量瞬态电位分布的目的。为达到这一目的,首先必须具有合适的电极,这种电极从技术到制 作方法均无先例,因此需要细致地摸索与讨论。 1电极的原理与设计 表面电位分布图分辨率的高低由它的“图素”多少决定。这与计算机屏幕有些类似。在 微电极技术中,“图素”即为每一个测量点的测量值。理论上讲,在微电极扫描技术中,如 果微电极以匀速移动,速度为V(mm,'s),计第机采样时间为△(s次),则微电极每移动 △tV(mm)时计算机采样一次。在总移动距离为X(mm)的情况下,总的采样点数为 N =X/At.V (1) 取M次平均值作为最后的测量值,则总采样点数为: NT=X/At.V.M (2) 也就是微电极扫描法电位分布图的图素个数。 在集束微电极方法中,图素个数是固定的,即与微电极的个数相等,显然它比前者中的 要少,因而由它作出的电位分布图请晰度不会高于微电极扫描法。当然,电极数目越多分布 图请晰度越高,但制作条件又限制了电极密度(单位面积上的电极数目)。从综合因素考 虑,可以选定微电极密度为4根/mm2,在1cm2面积上排列400根微电极。从以前工作 香〔5],按这种电极密度测量基本上能反映相应的表面电位分布图的大致形貌。 2微电极材料的选择 可以作为微电极的材料有多种,如Ag/AgCI、锡/氧化锡和铂等,而以Ag/AgC1最为 常用。通常以灌充浓KC!的毛细玻璃管作为微电极测量头。关于它的制作方法已有详细的论 述。在腐蚀电化学测量中的微电极扫描系统也多用这种体系【)。然而,在集束微电极中,不 能使用同样的方法,原因是: (1)从制作工艺上讲,无法制备组合在一起的微型玻璃电极,特别是要将这些毛细玻璃 管紧密排列在一起。 (2)任毛细玻璃管的Ag/AgC1电极中,为了减小电极电阻,一般要在毛细玻璃管中 允入浓KCI介质以减小液接电势。这就必然存在K+与C1离子由电极内向外扩散的问题。 由于微电极尖端与腐蚀样品表面很近,而且灌充的KCI浓度一般远大于样品表面的介质浓 度,因而测量时,扩散出来的C~离子将直接改变所测点局部的化学环境。特别是C1离子 是许多合金的腐蚀敏感离子,因而很不利。当用单微电极扫描时,由于电极不断移动,C1- 对特定局部的扩散作用因时间很短而比较小。但对于固定位置,如仍用这种方法则在较长时 间后扩散后果必然很严重。 (3)由于K·与C1~离了的扩散使表面层中离了浓度增高,电导加大。这对于电势分布 的测量很不利。 172合在一起 , 构成 了一幅 丧 面电势分布图 。 由于 计算 机采集数据的速度很快 , 因而可以 达到 测 量 瞬态 电位 分布的 目的 。 为达 到 这 一 目的 , 首先必须 具有合 适的 电极 , 这种 电极从技术到 制 作 方法均无先例 , 因此需要细 致地 摸索与讨论 。 电极 的原理与设计 丧 面 电位分布图分辫 率 的 高低 由它的 “ 图素 ” 多少 决定 。 这 与计算机屏 幕 有些 类似 。 在 微 电极技 术中 , “ 图素 ” 即 为征一 个测量点 的测量 值 。 理论 上讲 , 在微 电极 扫描技术 中 , 如 果微 电极以 匀速 移 动 , 速 度 为 犷 厂 , 计算机 采 样时 间为 △ 次 , 则微 电 极 每 移 动 “ · 玖 时计算机 采样一 次 。 在 总移动距 离为 的情况 下 , 总的采样 点数 为 声, 二 · 厂 如取 次 乎均值作 为最后 的 测 量值 , 则总采 样点数为 幻 外 也就 是微 电极 扫描 法 电位 分布图的 图素个数 。 在集束微 电极方法 中 , 图素个 数是 固定的 , 即 与微 电极 的个数相 等 , 显 然它 比前者 中的 要 少 , 因而 由它 作 出的 电位 分布图 清晰度 不会高于微 电极 扫描法 。 当然 , 电极数 目越 多分布 图 清晰度越 高 , 但制 作条 件又限 制 了 电极密 度 单 位面积上 的 电极数 目 。 从综 合 因 素 考 虑 , ‘丁以选 定微 电极密度 为 根 ’ , 在 面积上排 列 。 。 根 微 电 极 。 从 以 前 工 作 看 〔 〕 , 按 这种 电极密度测量 墓本上 能反映相应 的表面 电位分布图的大 致形 貌 。 微电极材料 的选择 可以 作为微 电极 的材 料 有 多种 , 如 、 锡 氧化锡和 铂 等 , 而 以 最 为 常用 。 通 常以 灌充浓 的毛 细 玻 璃 管作为微 电极测量头 。 关 于 它的 制作方法已有详 细的论 述 。 在腐蚀 电化学测 量 中的微 电极 扫描 系统也多用这种体系 〔 ’ 。 然 而 , 在集束微电极 中 , 不 能 使用 同样 的 方法 , 原 因是 从制 作工 艺上讲 , 无 法 制备组 合在 一起的微型 玻 璃 电极 , 特别是要 将这些毛细玻璃 管紧密排 列在一起 。 在毛 细 玻 璃 管的 电极 中 , 为了 减小 电极电阻 , 一般 要 在 毛 细 玻 璃 管 中 充入浓 介质以 减小 液接 电势 。 这就 必然 存在 与 一 离子 由电极内向外扩散 的问题 。 由于微 电极 尖端 与腐蚀 样 品 表 面 很近 , 而且灌充的 浓度一般远大于样 品表面的介 质 浓 度 , 因而测量 时 , 扩 散 出来 的 一 离子将直接改 变所 测点局 部的 化学环 境 。 特别是 一 离子 是 许多合金 的 腐蚀 敏感 离 子 , 因而 很不利 。 当用单微电极 扫描时 , 由于 电极不断 移 动 , 对特定局部的扩 散作用 因时 间很 短 而 比较小 。 但对于固定位置 , 如仍用这 种方法则在较长时 间后扩 散后 果必然很 严重 。 由于 ‘ 一 与 一 离 子的扩 散使表 面层 中离子浓度增 高 , 电导 加大 。 达 对 于 电势分 布 的 侧量很不利
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