V tb = mo − mt
b)Phương pháp phân cực thế động (Potentiodynamic Polarization-PDP)
Phân cực thếđộng –PDP - là xác định đặc tính phân cực bằng cách vẽđường
đáp ứng dòng như một hàm của thế áp vào. Dòng đo được có thể biến thiên nhiều lần, thường người ta vẽđường bán logarit của dòng với thế. Từ dòng đo được xác
định được các thông sốđộng 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 thếη 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 thếăn mòn và được dùng tính tốc độăn mòn.
Tuy nhiên, trong các hệ bịảnh 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) i(mA/cm2)
+E(V) ’ ’
nghiên cứu các chất ức chế, các chất ôxy hóa và so sánh các hợp kim khác nhau cũng như tìm hiểu cơ chế phản ứng, động học quá trình.
Phương pháp điện trở phân cực
Cơ sở của phương pháp này là phương trình Butler-Volmer trong trường hợp quá thế nhỏ (η<20mV), khi mà quan hệ giữa iđo và η là tuyến tính.
iđo = iam zF (2.4)
RT
Để đo điện trở phân cực) thông thường người ta quét thế một khoảng ±
25mV xung quanh thế ăn mòn Eam (Hình 2.5) thu được đường dòng - thế gần như
hoàn toàn tuyến tính, dòng ăn mòn iam tính từđộ dốc của đường vẽ từ
phân cực tuyến tính dòng thế tính từ thực nghiệm Lưu ý: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Nếu đường i - E là một đường cong (khi đi qua i=0), điện trở phân cực có thể tính bằng cách vẽ một đoạn thẳng tiếp tuyến với đường cong tại Eam và i = 0. phương trình (1.16) (Hình 2.6).
- Phép đo điện trở phân cực tiến hành ở quá thế rất nhỏ, do đó dòng trao đổi (dòng tụ) có thể đóng góp đáng kể vào việc tạo tín hiệu nhiễu. Cần chú ý loại sai số này nếu có.
- Đo điện trở phân cực là quá trình đo nhanh, rất hữu ích cho các thực nghiệm như đánh giá định tính các chất ức chế; mẫu không bị phá hủy trong quá trình đo, có thể sử dụng cho các nghiên cứu khác).