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falconet122銀蟲(chóng) (初入文壇)
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[求助]
關(guān)于碳鋼腐蝕EIS等效電路中電容元件的意義交流 已有1人參與
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本人目前研究的方向是碳鋼在土壤中的腐蝕機(jī)理，分析其EIS時(shí)遇到這樣一個(gè)問(wèn)題，望與同行討論交流： 曾拜讀過(guò)曹楚南的《電化學(xué)阻抗譜導(dǎo)論》，了解到對(duì)于一個(gè)電極過(guò)程，對(duì)電極系統(tǒng)進(jìn)行電位擾動(dòng)時(shí)，輸出的電流分為法拉第電流和非法拉第電流。示意圖見(jiàn)圖1，其中的R代表介質(zhì)電阻，Cdl代表雙電層電容的充放電過(guò)程（非法拉第過(guò)程），下面的Z代表活化過(guò)程的阻抗（法拉第過(guò)程）。（詳見(jiàn)《電化學(xué)阻抗譜導(dǎo)論》第三章 電極過(guò)程的表面過(guò)程法拉第導(dǎo)納） 對(duì)于圖2這樣的雙容抗弧EIS，我選擇圖3的等效電路R(Q(R(QR)))分析（由于彌散效應(yīng)的存在，以Q代替C，即圖中的CPE），按照曹楚南所講的原理，第一個(gè)Q應(yīng)該對(duì)應(yīng)雙電層電容，第二個(gè)Q應(yīng)該對(duì)應(yīng)其他電容（比如腐蝕產(chǎn)物膜的電容）。 但我在看文獻(xiàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，大多學(xué)者都將第一個(gè)Q歸結(jié)為腐蝕產(chǎn)物的電容，而將第二個(gè)Q作為雙電層電容分析，這與《電化學(xué)阻抗譜導(dǎo)論》中講的正好相反，便不知該如何處理，還請(qǐng)大神們指正。 萬(wàn)分感謝！ 圖1.png 圖2.png 圖3.png |
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【答案】應(yīng)助回帖
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感謝參與，應(yīng)助指數(shù) +1
falconet122: 金幣+6, ★有幫助 2015-01-26 09:39:40
感謝參與，應(yīng)助指數(shù) +1
falconet122: 金幣+6, ★有幫助 2015-01-26 09:39:40
| 我個(gè)人贊同LZ的說(shuō)法，雙電層電容是非法拉第過(guò)程，如果采用第二個(gè)Q表示的話物理意義是不成立的，我見(jiàn)過(guò)的這種等效電路一般的解釋是Q1為外層膜電容，Q2為內(nèi)層膜，雙電層電容被耦合到了Q1中（這是鈦金屬很常見(jiàn)的解釋，不知道鋼在土壤中是否適用）。另外，LZ確定文獻(xiàn)里用的等效電路不是R(QR)(QR)？個(gè)人意見(jiàn)，僅供參考 |
2樓2015-01-23 17:19:01
falconet122
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感謝回復(fù)！ 您說(shuō)的耦合我不是太理解，可否解釋一下，這種情況下電極表面的狀況是什么樣子的？腐蝕產(chǎn)物完全覆蓋了金屬表面嗎？ 謝謝！ “其中Rs表示介質(zhì)電阻,R1表示電極表面腐蝕產(chǎn)物和土粒組成的結(jié)合層的電阻,Rt表示電荷轉(zhuǎn)移電阻 ,CPE1表示腐蝕產(chǎn)物結(jié)合層電容,CPE2表示雙電層 電容。由于土壤腐蝕的EIS彌散效應(yīng)很強(qiáng),本工作中均用常相位角元件 CPE代替電容元件。” 以上是我所看到的其中一篇文獻(xiàn)的說(shuō)法，用的的確是R(Q(R(QR)))的等效電路，其中CPE1和CPE2可對(duì)應(yīng)圖3。 很多文獻(xiàn)都是如此說(shuō)法，讓我很是混亂，我也偏向于相信曹楚南的理論。 |
3樓2015-01-23 17:35:06
binbinitaly
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4樓2015-01-26 10:08:24
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7樓2016-03-22 01:09:01
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