·1388· 北京科技大学学报 第34卷 1.6 (a) % 12 600 0.8 500 0.4 400 300 200 -0.4 1001 60 400 -0.8 200 6 -5 4-3-2-10 0 0.4 0.8 70 lgmA·cmT EN(SCE) 1.2 1.6 (c) 1.2 600 0.8 500 月od 400 0 300 200 600 -0.4 400 100 200 -0.8 -3-2-10 00.8-0.6 -0.40.20 0 0.2 lgmA·cm E/V(SCE) 0.4 图3N80钢在不含C·((a),(b))和含0.01molL1C~((c),(d))的0.5 mol.L-HCO溶液体系中的阳极动电位极化曲线与动电位 电化学阻抗谱 Fig.3 Anodic potentiodynamic polarization and DEIS of N80 steel in 0.5 mol.L-HCO;solution systems without Cl"((a),(b))and with 0.01 mol-L-i CI-((e),(d)) 位区间内动电位电化学阻抗谱与动电位极化曲线表 增大：>200mV)四个区间，并且维钝电流密度较不 现并不完全一致，动电位极化曲线中维钝电流密度 含C的体系增大，稳定性减弱，对应的容抗弧半径 基本不变，而动电位电化学阻抗谱中容抗弧半径在 变小. 电位为500mV时达到极大值，随后逐渐减小.这是 为更好地表述N80钢在不同电位下的特征，将 因为试样表面的钝化膜随电位极化增厚或减薄，电 动电位电化学阻抗谱图分解为不同电位下的 子从电极表面逸出难度有所变化，容抗弧对应改变. Nyquist图并进行拟合，可以得到图4所示两种拟合 但此时电极表面的钝化膜仍具有良好致密性与保护 等效电路.其中R为溶液电阻，D·cm;R.为电荷 性，阳极反应电流密度较低，因此钝化膜增厚或减薄 转移电阻，D·cm2:Q为常相位角元件；Z,为Warburg 的信息难以从动电位极化曲线中获得.这也说明动 阻抗，cm2. 电位电化学阻抗谱在对电极表面钝化膜信息的获取 图4等效电路中的常相位角元件Q的阻抗可 上较动电位极化曲线更加灵敏. 用下式计算： 图3(d)显示，当溶液体系中含0.01molL1 o-克0 (1) Cl时b一c和c一d段消失，即只剩余a一b(增大： -840~-550mV)、d一e(减小：-840~-500 式中：w为正弦交流波信号的角频率，单位为rad· mV)、e一f(相对稳定：-500~20mV)和f一g（急剧 s1;Y。和n为Q的两个参数，其中Y。总取正值，单位 (a) (b) 图4动电位电化学阻抗谱在不同电位下拟合的等效电路.()电极表面不存在钝化膜：()电极表面存在钝化膜 Fig.4 Equivalent circuit fitting at different potentials of DEIS:(a)without any passive film:(b)with a passive film北 京 科 技 大 学 学 报 第 34 卷 图 3 N80 钢在不含 Cl － ( ( a) ，( b) ) 和含0. 01 mol·L － 1 Cl － ( ( c) ，( d) ) 的0. 5 mol·L － 1HCO － 3 溶液体系中的阳极动电位极化曲线与动电位 电化学阻抗谱 Fig． 3 Anodic potentiodynamic polarization and DEIS of N80 steel in 0. 5 mol·L － 1HCO － 3 solution systems without Cl － ( ( a) ，( b) ) and with 0. 01 mol·L － 1 Cl － ( ( c) ，( d) ) 位区间内动电位电化学阻抗谱与动电位极化曲线表 现并不完全一致，动电位极化曲线中维钝电流密度 基本不变，而动电位电化学阻抗谱中容抗弧半径在 电位为 500 mV 时达到极大值，随后逐渐减小． 这是 因为试样表面的钝化膜随电位极化增厚或减薄，电 图 4 动电位电化学阻抗谱在不同电位下拟合的等效电路 . ( a) 电极表面不存在钝化膜; ( b) 电极表面存在钝化膜 Fig． 4 Equivalent circuit fitting at different potentials of DEIS: ( a) without any passive film; ( b) with a passive film 子从电极表面逸出难度有所变化，容抗弧对应改变． 但此时电极表面的钝化膜仍具有良好致密性与保护 性，阳极反应电流密度较低，因此钝化膜增厚或减薄 的信息难以从动电位极化曲线中获得． 这也说明动 电位电化学阻抗谱在对电极表面钝化膜信息的获取 上较动电位极化曲线更加灵敏． 图 3( d) 显示，当溶液体系中含 0. 01 mol·L － 1 Cl － 时 b—c 和 c—d 段消失，即只剩余 a—b( 增大: － 840 ～ － 550 mV) 、d—e ( 减 小: － 840 ～ － 500 mV) 、e—f( 相对稳定: － 500 ～ 20 mV) 和 f—g( 急剧 增大: ＞ 200 mV) 四个区间，并且维钝电流密度较不 含 Cl － 的体系增大，稳定性减弱，对应的容抗弧半径 变小． 为更好地表述 N80 钢在不同电位下的特征，将 动电位电化学阻抗谱图分解为不同电位下的 Nyquist 图并进行拟合，可以得到图 4 所示两种拟合 等效电路． 其中 Rsol为溶液电阻，Ω·cm2 ; Rct为电荷 转移电阻，Ω·cm2 ; Q 为常相位角元件; Zw为 Warburg 阻抗，Ω·cm2 ． 图 4 等效电路中的常相位角元件 Q 的阻抗可 用下式计算: ZQ = 1 Y0 ( jω) － n ． ( 1) 式中: ω 为正弦交流波信号的角频率，单位为 rad· s － 1 ; Y0和 n 为 Q 的两个参数，其中 Y0总取正值，单位 ·1388·