| 词条 | 稳态技术 |
| 释义 | § 稳态技术 § 正文 研究稳态电极系统的实验方法和实验数据分析的技术。如果在指定时间范围内，表征电极系统的参量（如电极电势、电流、阻抗、浓度分布、电极表面状态等）基本不变或变化甚微，则这种状态称为稳态。稳态电极系统的电极电势和电流与时间无关。稳态技术主要是测量电流与电极电势的关系──稳态极化曲线，常采用两种方式：控制电流法和控制电势法。控制电流法是逐步改变电流（可以逐点改变，也可以连续慢速改变），在实验装置上比较简单，但不能用来测量如钝化曲线等出现负斜率（即超电势增加时极化电流反而减小）的极化曲线。控制电势法则不受此限制，但需要采用恒电势仪以控制电极电势，并使电极电势逐点（或者以足够慢的速度）连续改变（称为电极电势扫描）。 在电化学技术中，若电极相对于电解质溶液保持静止不动，称静止电极技术；若电极和电解质溶液相对运动，称流体动力学技术。旋转圆盘电极(或称转盘电极)和旋转环盘电极是常用的两种流体动力学技术。这两种电极的构造见图1和图2。转盘电极只有一圆盘，环盘电极则在圆盘外围设置一个圆环，盘与环之间只有很小的间隙，圆盘或环盘围绕中心轴旋转，转速由一个旋转系统调节和测量。 在旋转圆盘电极的稳态技术中，电极附近液相内的有效扩散层厚度,式中D为扩散系数；v为动力粘度系数;ω为圆盘电极转动角频率。δ易于控制和计算，因而旋转圆盘电极比静止电极有以下优点：浓差极化稳定，极化曲线稳定性好，可以测量比较迅速的电化学反应。所以测量旋转圆盘电极的极化曲线，尤其在测定扩散系数、反应得失电子数、反应物浓度、电镀添加剂的整平作用和电极反应动力学参数等方面有广泛的应用。 在旋转环盘电极稳态技术中，测量圆盘电极极化曲线的同时，控制圆环电极于一固定的电势，用以检测圆盘电极上产生的反应中间物，是检测反应中间物和研究电极反应机理的重要工具之一。 稳态极化曲线在化学电源、电镀、金属腐蚀等应用领域和电化学基础研究上都有重要的应用。化学电源有负荷时的电压是直接由总极化决定的，极化较大的电池的负荷特性是很差的（即电压效率低），负荷特性可直接用整个电池的极化曲线定量地描述。为了找出负荷特性不佳的原因，必须分别测量阳极和阴极的单电极极化曲线，以判断各电极的极化占总极化的百分比。这就必须在电池中插进第三个电极作为参比电极，进一步通过单电极极化曲线和暂态技术研究电化学极化、浓差极化、电阻极化等的主次关系，找出症结所在。在电镀、电冶金和电解方面，研究主反应和副反应（如阴极放氢、阳极出氧）的极化曲线与电流效率密切相关。电镀或电沉积合金时，最好是研究各成分的极化曲线，找出适当的电镀液配方和电流密度。为了使阳极顺利地溶解，必须测量阳极钝化曲线，找出适当的电解液配方与阴、阳极面积比。在金属腐蚀方面，测量极化曲线可以得出金属腐蚀和腐蚀防护中的各种特征电势；在自腐蚀电势附近和弱极化区测量极化曲线，可以迅速测量腐蚀速率，有利于筛选鉴定金属材料和缓蚀剂。分别测量两种金属的极化曲线，可以推算这两种金属连接在一起时的电偶腐蚀。测量阴极区和阳极区的极化，可以研究局部腐蚀。测量腐蚀系统的阴、阳极极化曲线，可以指示腐蚀的控制因素、缓蚀剂的作用类型等。在电极过程动力学的基础研究方面，从极化曲线可以推算交换电流、速率常数、扩散系数。从曲线斜率可推算参与反应的电子数，进而研究反应机理。 参考书目 田昭武著：《电化学研究方法》，科学出版社，北京，1984。 § 配图 § 相关连接 |
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