GB/T 40299-2021 相关标准英文版PDF, 自动发货
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| GB/T 40299-2021 | 230 | GB/T 40299-2021 | 3秒自动 | 金属和合金的腐蚀 腐蚀试验电化学测量方法适用惯例 |
| 基本信息 | |
|---|---|
| 标准编号 | GB/T 40299-2021 (GB/T40299-2021) |
| 中文名称 | |
| 英文名称 | Corrosion of metals and alloys - Conventions applicable to electrochemical measurements in corrosion testing |
| 行业 | 国家标准 (推荐) |
| 中标分类 | H25 |
| 字数估计 | 14,190 |
| 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 |
GB/T 40299-2021
金属和合金的腐蚀 腐蚀试验电化学测量方法适用惯例
Corrosion of metals and alloys -- Conventions applicable to electrochemical measurements in corrosion testing
1 范围
本文件规定了报告和显示电化学腐蚀数据的常用方式,包括电位、电流密度和电化学阻抗及以上数
据的图形表示方式。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于
本文件。
ISO 8044 金属和合金的腐蚀 基本术语和定义
3 术语和定义
ISO 8044界定的术语和定义适用于本文件。
4 意义和用途
本文件为电化学腐蚀数据的报告、显示和绘制方法提供指导,并提出了关于符号和惯例的建议。采
用本文件规定的方法可使腐蚀电化学数据以标准格式报告,便于比较不同实验室或不同时间点获得的
数据。可使用本文件给出的建议记录和报告从电化学测试中获得的腐蚀数据,这些测试包括恒电位极
化和动电位极化、极化电阻、电化学阻抗、电偶腐蚀和开路电位测量等。
5 电极电位符号
5.1 在本文件中,电极电位的正方向表示所讨论的电极表面氧化条件的增强。正方向也表示贵金属方
向,因大多数贵金属(例如铂)的腐蚀电位比其他非钝化态金属更正。另一方面,负方向表示电极表面还
原条件增强,并且还表示活泼金属方向,因活泼金属(例如钾)的腐蚀电位比其他常用金属更负。
1953年国际理论化学和应用化学联合会一致通过将该约定作为表征电极电位的标准惯例。
5.2 为测量电解质水溶液中工作电极的电位,实验装置由电位仪、参比电极、电解池、电解液组成,见
图1。如电位仪读数为负,则工作电极电位相对参比电极为负。反之,如电位仪读数为正,则工作电极
电位相对参比电极为正。
如测量仪器的极性存在疑问,可按下列方式进行简单的验证:将测量仪器连接到干电池,其中将连
接参比电极的导线连接到电池负极端,将连接工作电极的导线连接到电池正极端。电位仪指针应向正
电位方向偏移。如用饱和KCl的银/氯化银电极(KCl(sat.)/AgCl/Ag:sat.SSCE)作为参比电极,测量
镁或锌在1mol/LNaCl溶液中的腐蚀电位,其腐蚀电位应为负值。
6 电流和电流密度符号
本文件推荐的电流和电流密度符号,阳极和阴极值分别被指定为正和负。当绘制电位与电流密度
对数关系图时,只能对阴极电流密度的绝对值进行绘制。在对数图中,如果阴极值和阳极值同时存在,
应将阴极值与阳极值进行明确区分。
7 极化数据表示
7.1 符号
本文件建议采用标准的数学绘图来表示腐蚀电化学数据。在这种作图方法中,正值应绘制在纵坐
标(y轴)的原点上方和横坐标(x轴)的原点右侧形成的区域内。在对数图中,横坐标值从左到右递增,
纵坐标值从下到上递增。
7.2 电流密度-电位图
本文件推荐在绘制电流密度与电位数据图时,纵坐标表示电流密度,横坐标表示电位。在电流密
度-电位图中,电流密度可绘制在线性或对数轴上。通常,对数图用于展示大范围的电流密度数据并表
示塔菲尔(Tafel)关系。线性图用于研究电流密度或电位范围很小的情况,或者用于评估电流密度从阳
极变为阴极的局部区域的情况。线性图还用于确定极化电阻Rp。
7.3 电位相对值
在显示电极电位的曲线图上,应标出所示电位值与标准氢电极(SHE)之间的转换关系。推荐使用
“E(V)vs.1MKCl(1MKCl/AgCl/Ag)”的格式表示所使用的参比电极。电极电位可以绘制在横坐标
上,且底部横坐标的刻度值可显示相对于所用参比电极的值,顶部横坐标的刻度值可显示相对于标准氢
电极(SHE)换算所得的值。如果未显示后者,则根据附录 A,可以使用式(2)所示的转换关系进行
换算。
7.4 单位
推荐的电位单位是伏特(V)。如果电位的变化范围比较小,则可以使用毫伏(mV)或微伏(μV)。
电流密度的国际标准单位是安培每平方米(A/m2)或安培每平方厘米(A/cm2),也可以使用毫安每平方
厘米(mA/cm2)、微安每平方厘米(μA/cm2)。
7.5 极化曲线示例
采用以上推荐的做法绘制的样品极化曲线如图2~图6所示。图3和图4分别是表示阳极活化行
为和活化-钝化转变行为的示意曲线。图5和图6分别是430型不锈钢(UNS43000)的实测阳极极化
数据曲线[4]和2024-T3型铝合金的实测阴极极化曲线[5]。图3和图4的作用是图解说明用于腐蚀电化
学测试数据讨论的各个点的位置。图5和图6的作用是展示如何根据本文件来绘制各种类型的电极极
化曲线。
8 电化学阻抗数据的表示
8.1 概述
通常用于表示电化学阻抗数据的两种图形是奈奎斯特(Nyquist)图和波特(Bode)图。一个简单电
极体系的等效电路如图7所示。
8.2 奈奎斯特(Nyquist)图(复平面)
8.2.1 将阻抗的实部分量绘制在横坐标上,将虚部分量的负值绘制在纵坐标上。阻抗的实部分量的正
值绘制在与横坐标平行的原点右侧,阻抗的虚部分量的负值绘制在平行于纵坐标的原点的上侧。
8.2.2 图8显示了等效电路(图7)的奈奎斯特(Nyquist)图。数据的频率响应未在这种类型的图上明
确显示。选定数据点的频率也可以直接进行注释,见图8。阻抗的大小为数据点与原点之间的距离。
较高频率的数据点通常位于原点附近,而较低频率点远离原点。
8.2.3 两个坐标轴的推荐单位是欧姆平方厘米(Ω·cm2)。单位为Ω·cm2 的阻抗值可以通过将测得
的阻抗值乘以试样暴露的面积来获得。对于电阻、电容或虚拟元件等效电路,假设面积为1cm2。关于
图7的等效电路,图8所示的阻抗数据中,从原点到数据曲线与横坐标第一个(高频)交点的距离对应于
Rs,从数据曲线与横坐标第一个(高频)交点到第二个(低频)交点之间的距离对应于Rp。
图8 面积假设为1cm2 等效电路(图7)的奈奎斯特(Nyquist)图
8.3 波特(Bode)图
8.3.1 电化学阻抗数据可用波特(Bode)图表示,它由一组两种类型的曲线组成,其中一种类型曲线为:
横坐标为频率以10为底的对数,纵坐标为阻抗大小或模值|Z|以10为底的对数。原点的右侧为频率
值,原点的上方为阻抗模数值,原点可以选择在阻抗模数和频率的适当的非零值处。
8.3.2 在8.3.1中提到的另一种类型曲线为......
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