1、簡(jiǎn)介

上篇文章（EN：電化學(xué)噪聲（1））的結(jié)論是Bio-Logic恒電位儀的本征電位和電流噪聲比美國(guó)材料試驗(yàn)學(xué)會(huì)ASTM要求的噪聲測(cè)量結(jié)果要好。本文的目的是進(jìn)一步驗(yàn)證Bio-Logic的儀器，將使用Bio-Logic儀器進(jìn)行實(shí)際噪聲測(cè)量與ASTM出版物[1]中關(guān)于真實(shí)電化學(xué)系統(tǒng)的結(jié)果進(jìn)行比較?？乖胄允窃S多可用于解釋電化學(xué)噪聲數(shù)據(jù)的工具或值之一，寫(xiě)作R_n，通常定義為電位的標(biāo)準(zhǔn)偏差除以電流的標(biāo)準(zhǔn)偏差[2]：

2、ASTM實(shí)驗(yàn)

試驗(yàn)樣品為AISI1018鋼，溶液為0.1M檸檬酸。使用的確切條件在ASTM出版物[1]和ASTM G5[3]中有更詳細(xì)的描述。

實(shí)驗(yàn)中使用的腐蝕電解池為Bio-Logic的三電極電解池，其中每個(gè)夾持器插入一個(gè)AISI 1018磁盤。工作電極、輔助電極和偽參比電極使用相同的材料。當(dāng)三個(gè)電極形成一個(gè)等邊三角形時(shí)，每個(gè)電極平面彼此相等。每個(gè)樣品用240和600粒度的碳化硅紙拋光，在乙醇中漂洗并在空氣中干燥。環(huán)境溫度保持在25°C，溶液放在露天，無(wú)需額外攪拌。將電解池置于法拉第籠中，用VSP-300進(jìn)行測(cè)量。軟件版本為EC-Labv10.20，選用ZRA技術(shù)，條件如圖1所示，默認(rèn)濾波器為50kHz。

圖1：ZRA條件

3、ASTM比較

圖2為在ASTM出版物中獲得的R_n的演變。R_n的定義如下[1]：

其中，E_rms和I_rms分別是256 s期間記錄的電位噪聲和電流噪聲的均方根值。rms值的定義見(jiàn)附錄。

圖2：ASTM中AISI1018鋼在0.1M檸檬酸中的電化學(xué)噪聲阻抗

圖3為在類似條件下使用VSP-300獲得的結(jié)果。通過(guò)比較圖2和圖3，可以得出結(jié)論，使用Bio-Logic的VSP-300進(jìn)行的噪聲測(cè)量得到的結(jié)果與ASTM出版物中獲得的結(jié)果非常相似，并用作參考。40小時(shí)后，在我們的案例中R_n達(dá)到500Ω，在ASTM出版物中介于1000Ω和2000Ω之間。這些差異可能是由于實(shí)驗(yàn)裝置（通風(fēng)、溫度、產(chǎn)品純度……）的微小差異造成的。在工作電極上進(jìn)行質(zhì)量損失測(cè)量。假設(shè)工作電極的密度為7.8gcm^-3，總暴露時(shí)間為73.4h，得到腐蝕速率接近1mm/y，這與ASTM出版物[1]中給出的值相對(duì)應(yīng)。

圖3：用VSP-300獲得的AISI1018鋼在0.1M檸檬酸中的電化學(xué)噪聲阻抗

4、結(jié)論

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)（ASTM）的建議，Bio-Logic儀器能夠在真實(shí)的電化學(xué)系統(tǒng)上進(jìn)行可靠的噪聲測(cè)量。

附錄

分布值x的標(biāo)準(zhǔn)偏差為：

其中n是值x的個(gè)數(shù)，μ（x）是平均值。

rms值的定義為：

如果n很大且μ（x）=0，則：rms（x）=σ（x）。

參考文獻(xiàn)

1. J. R. Kearns et al., ASTM STP 1277 (1996) 446.
2. R. A. Cottis, Corrosion 57, 3 (2001) 265.
3. ASTM G5-94 Standard Reference Test Method for Making Potentiostatic and Potentiodynamic Anodic Polarization Measurements.