V tb = mo − mt
2.3.1.3. Các phương pháp điện hóa
Các phương pháp điện hóa nghiên cứu ăn mòn được tham khảo từ các tài liệu [1,3,4,21,22,107-115].
a) Phương pháp xác định thếăn mòn Eam
Phương pháp này còn được gọi là phép đo thế ổn định, phép đo thế ôxy hóa khử dung dịch, phép đo thế mạch hở hay phép đo thế nghỉ, ký hiệu là Ecorr, Eam hay Ur.
Khi một mẫu tiếp xúc với dung dịch ăn mòn và không nối với một thiết bị nào, người ta có thể đo thế của mẫu (so với một điện cực so sánh) và gọi là thế ăn mòn Eam. So sánh giá trị thế ăn mòn Eam đo được với giá trị thế trên đồ thị điện thế (E) và pH của Pourbaix để suy đoán khả năng xảy ra ăn mòn.
Phương pháp này không đem lại thông tin về tốc độ ăn mòn nhưng cho phép dự đoán về quá trình khống chế sự ăn mòn [6,21].
b)Phương pháp phân cực thếđộng (Potentiodynamic Polarization-PDP)
Phân cực thế động –PDP - là xác định đặc tính phân cực bằng cách vẽ đường đáp ứng dòng như một hàm của thế áp vào. Dòng đo được có thể biến thiên nhiều lần, thường người ta vẽ đường bán logarit của dòng với thế. Từ dòng đo được xác định được các thông số động học, một số thông tin về quá trình ăn mòn. Hai phương pháp thường dùng trong kỹ thuật PDP là đo điện trở phân cực và ngoại suy Tafel.
Phương pháp ngoại suy Tafel
Cơ sở của phương pháp này là áp dụng phương trình Butler-Volmer ở khoảng quá thế lớn, thường phân cực tới khoảng 300mV về catot và anot so với thế ăn mòn.
η = βlog i (1.3)
iam
Hay η = β(logi - logiam) (2.3)
trong đó η là quá thế (hiệu giữa thế của mẫu và thế ăn mòn), β là hằng số Tafel, i là mật độ dòng tại quá thế η tính bằng (µA/cm2); iam = mật độ dòng ăn mòn (µA/cm2)
Khi η = 0 (tại Eam), log(i/iam) = 0 hay i = iam. Đó chính là điểm mà hai
1: Nhánh anot; 1’: nhánh catot của kim loại Me trong môi trường axit
Hình 2.3 là đường cong E – i thực nghiệm đo được khi phân cực điện cực ra khỏi thế ăn mòn một quá thế đủ lớn. Đường cong E-i khi chuyển sang dạng đường E-logi (hình 2.4) gọi là đường Tafel hay là đường phân cực dạng log. Đường thẳng không liền nét trong hình 1.16 là đường ngoại suy từ vùng Tafel catot hoặc/và vùng Tafel catot đến thế ăn mòn và được dùng tính tốc độ ăn mòn.
Tuy nhiên, trong các hệ bị ảnh hưởng bởi sụt thế Ohm hay hệ có nhiều hơn một phản ứng điện cực thì việc tính toán tốc độ sẽ gặp khó khăn và dễ mắc sai số.
Nhược điểm: Mẫu dùng ghi đường Tafel không dùng lại cho phép đo khác được. Ưu điểm: Các đường Tafel có thể sử dụng cho việc đo trực tiếp dòng ăn mòn hay tốc độ ăn mòn rất nhanh so với phương pháp trọng lượng, thuận tiện cho việc đường tafel anot và catot ngoại suy cắt nhau.
Hình 2.3:Đường phân cực E-I Hình 2.4:Đường cong phân cực (E-logi)
1i(mA/cm2)