現階段腐蝕實驗是探究金屬腐蝕以及防護的主要手段，通過腐蝕實驗可以探究金屬發生腐蝕的規律及機理、檢查并篩選金屬材料的材質、估算金屬材料的使用壽命、分析金屬材料腐蝕事故的原因以及驗證防腐蝕的效果等。目前探究金屬腐蝕以及防護的方式有多種，如表面分析法、失重法以及電化學法。因為大部分金屬產生的腐蝕都是電化學腐蝕，而腐蝕過程中發生的電化學反應為電化學腐蝕的本質，所以金屬／電解質界面（雙電層）的電化學性質被大量使用于探究金屬腐蝕發生的規律、腐蝕產生的機理等方面。因此，在現有的研究金屬腐蝕與防護的方法中，電化學方法是一種較為重要的方法。腐蝕電化學法能夠按照腐蝕金屬電極特點的不同而分為以下三種類型：①. 電化學動力研究方法，指利用控制極化電流及電極電位來測定腐蝕體系中的熱力學參數；②. 獨用的腐蝕電化學測量跟研究法，指按照金屬電化學腐蝕的獨特性建立相應的電化學測量跟研究方法；③. 通過模擬裝置來探究具有獨特腐蝕形態的電化學測試技術，如模擬SSRT裂紋尖端的裝置、研究縫隙腐蝕的閉塞電池等。這幾種方法中最基礎的為電化學動力法。
電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位以及電(dian)(dian)(dian)(dian)流密度為腐蝕電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)實驗所要(yao)獲得的(de)重(zhong)要(yao)參數，其中電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位表示電(dian)(dian)(dian)(dian)解液－金屬(shu)界(jie)面(mian)的(de)特(te)性(xing)和結構；電(dian)(dian)(dian)(dian)流密度表示金屬(shu)材(cai)料(liao)表面(mian)上單(dan)位面(mian)積(ji)內電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)反應(ying)進行的(de)快慢。絕(jue)大多數電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)測試(shi)都是測定電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位跟電(dian)(dian)(dian)(dian)流密度這兩者間的(de)關聯。
與其他電(dian)(dian)化(hua)學過(guo)程(cheng)（如(ru)電(dian)(dian)鍍、電(dian)(dian)解及化(hua)學電(dian)(dian)源等）相比，金屬(shu)電(dian)(dian)化(hua)學腐蝕測(ce)量過(guo)程(cheng)的(de)對象是金屬(shu)電(dian)(dian)極，該過(guo)程(cheng)有如(ru)下特點：
1. 金屬發(fa)生腐蝕(shi)(shi)的整個(ge)腐蝕(shi)(shi)體系(xi)由(you)數(shu)個(ge)電極(ji)反應(ying)(ying)耦(ou)合而(er)成，同時(shi)在整個(ge)電極(ji)表面上也發(fa)生著(zhu)數(shu)個(ge)電極(ji)反應(ying)(ying)，所以與只具有一個(ge)電極(ji)反應(ying)(ying)的電極(ji)系(xi)統相比(bi)，其在分析和處理(li)腐蝕(shi)(shi)電化(hua)學(xue)實驗結(jie)果上有著(zhu)一定(ding)特別之處。
2. 電極(ji)金屬材料發(fa)生陽極(ji)溶解反應，即腐蝕金屬自身參(can)與的反應是電極(ji)系統中電極(ji)反應中的一(yi)種。
3. 測(ce)量過(guo)程中不(bu)可以只探(tan)究整個(ge)電極表(biao)面總的(de)電化學行為，因為電極表(biao)面表(biao)現為多層結構(gou)，金屬(shu)電極上有(you)著腐(fu)(fu)蝕(shi)產物銹層、腐(fu)(fu)蝕(shi)孔及表(biao)面膜，導致(zhi)電極表(biao)面具有(you)不(bu)光滑(hua)的(de)特點，容易發生各種(zhong)形式的(de)局(ju)部腐(fu)(fu)蝕(shi)，所以有(you)必要發展如微區電化學測(ce)試之類的(de)能夠表(biao)征(zheng)電極表(biao)面不(bu)均勻性的(de)研究方法。
4. 腐蝕金屬的電極反應相對于其他一些電化學過(guo)程而言比較(jiao)緩慢。
此(ci)外，腐蝕(shi)電化學測(ce)試方法(fa)為原位技術(shu)，能夠比較真實地反應(ying)金屬電極表(biao)面發生的(de)實際腐蝕(shi)，擁有(you)較強的(de)靈敏度、操作簡單(dan)容(rong)易實施且實時性好(hao)的(de)優點。電化學實驗常用的(de)方法(fa)有(you)極化曲(qu)線、交(jiao)流阻(zu)抗及電位掃(sao)描等。
極(ji)(ji)(ji)(ji)化(hua)曲線的(de)(de)(de)測(ce)量有(you)(you)利于(yu)研究電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)過程的(de)(de)(de)影響因素和(he)機理。眾所周知，當(dang)我們探究可(ke)逆電(dian)(dian)(dian)(dian)池的(de)(de)(de)反(fan)應時電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)上(shang)基(ji)本(ben)上(shang)是不存在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)流的(de)(de)(de)，各(ge)個(ge)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)反(fan)應基(ji)本(ben)都(dou)在(zai)平(ping)衡(heng)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)下發(fa)生，所以該反(fan)應為可(ke)逆的(de)(de)(de)。但(dan)是一旦存在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)流通(tong)過，電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)原(yuan)本(ben)的(de)(de)(de)平(ping)衡(heng)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)就(jiu)被(bei)打破，進而導(dao)致電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)偏離原(yuan)本(ben)的(de)(de)(de)平(ping)衡(heng)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)值，導(dao)致電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)反(fan)應處于(yu)一種(zhong)不可(ke)逆的(de)(de)(de)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)，不可(ke)逆程度隨著(zhu)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)流密度的(de)(de)(de)升高(gao)而增強，即所謂的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)極(ji)(ji)(ji)(ji)化(hua)就(jiu)是指由于(yu)電(dian)(dian)(dian)(dian)流通(tong)過電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)而導(dao)致電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)偏離平(ping)衡(heng)值的(de)(de)(de)一種(zhong)現狀(zhuang)(zhuang)，極(ji)(ji)(ji)(ji)化(hua)曲線即表(biao)示電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)與電(dian)(dian)(dian)(dian)流密度兩者間的(de)(de)(de)關系，其測(ce)試有(you)(you)以下幾(ji)種(zhong)方法。
a. 恒電位法(fa)
恒(heng)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)法(fa)即(ji)將被研究的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)固定(ding)(ding)在不同的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)上，然后測(ce)試對應電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)下的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)密(mi)度(du)，在實(shi)際應用過程(cheng)中使(shi)用較(jiao)(jiao)(jiao)為(wei)(wei)普(pu)遍的(de)(de)是靜(jing)態(tai)法(fa)及動(dong)態(tai)法(fa)。所(suo)謂靜(jing)態(tai)法(fa)是指(zhi)(zhi)控(kong)制電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)為(wei)(wei)某一個特定(ding)(ding)值，測(ce)量(liang)相對應電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)下的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)密(mi)度(du)，且依次(ci)測(ce)定(ding)(ding)整(zheng)個電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)下的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)密(mi)度(du)，從(cong)而(er)得到整(zheng)個極(ji)化(hua)(hua)曲(qu)(qu)線(xian)；其(qi)次(ci)動(dong)態(tai)法(fa)指(zhi)(zhi)控(kong)制電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)按照較(jiao)(jiao)(jiao)為(wei)(wei)緩慢的(de)(de)速(su)度(du)不停(ting)地變(bian)化(hua)(hua)，并且測(ce)量(liang)相對應電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)下的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)值，瞬時電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)與(yu)其(qi)相對應的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)關系曲(qu)(qu)線(xian)即(ji)為(wei)(wei)極(ji)化(hua)(hua)曲(qu)(qu)線(xian)。這兩種方(fang)法(fa)中較(jiao)(jiao)(jiao)為(wei)(wei)廣泛使(shi)用的(de)(de)是動(dong)態(tai)法(fa)測(ce)定(ding)(ding)極(ji)化(hua)(hua)曲(qu)(qu)線(xian)，該方(fang)法(fa)的(de)(de)優點在于掃描(miao)速(su)度(du)可以控(kong)制、可以自動(dong)測(ce)量(liang)并繪制極(ji)化(hua)(hua)曲(qu)(qu)線(xian)，其(qi)測(ce)量(liang)的(de)(de)結果有較(jiao)(jiao)(jiao)高的(de)(de)重(zhong)現性，對于那(nei)些需要比較(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)實(shi)驗該方(fang)法(fa)為(wei)(wei)首選。
b. 恒電流(liu)法
恒電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)法是(shi)指固定(ding)電(dian)(dian)極體系的(de)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)密(mi)度(du)為某一(yi)特(te)定(ding)值，測(ce)(ce)定(ding)跟電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)密(mi)度(du)相對應的(de)電(dian)(dian)極電(dian)(dian)位。恒電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)法測(ce)(ce)量(liang)(liang)極化曲線(xian)在(zai)測(ce)(ce)定(ding)過程中電(dian)(dian)極很(hen)難達(da)到一(yi)個(ge)穩定(ding)的(de)狀態，所以在(zai)實際測(ce)(ce)量(liang)(liang)過程中一(yi)般當電(dian)(dian)位接近穩定(ding)的(de)時候(hou)即可以讀值。
典型的動電位極化曲線如圖5.1所示。圖中Eb為金屬材料的點蝕電位，Ep為保護電位。同樣的實驗狀態下點蝕電位（Eb)值越大則意味著金屬產生點腐蝕的傾向越低；當幾種金屬材料的點蝕電位值相當，只有將點蝕電位和保護電位綜合考慮才能評價金屬的耐蝕能力，（Eb-Ep)差值越低表明材料鈍化膜修復能力越強，耐孔蝕性能越優，因而保護電位（Ep)和點蝕電位（Eb)是被用來表示金屬耐孔腐蝕能力大小的基本參數。在E>Eb的條件下，點蝕必然會發生，不但原來具有的蝕孔會長大而且還會產生新的蝕孔；在E<Ep的情況下不會發生點蝕，原來的孔蝕不會長大而且新的蝕孔也不會產生；在Ep<E<Eb條件下，孔蝕存在，原有的蝕孔會接著擴展并生長，但是新蝕孔不會產生。
電化學阻抗譜（Electrochemical Impedance Spectroscopy,EIS),在早期的電化學文獻中電化學阻抗又被稱為交流阻抗（Alternating Current impedance,AC im-pedance).電化學阻抗原先被用于電學中來探究線性電路網絡頻率響應特征，后來被用在電極上，進而成為電化學的研究方式。電化學阻抗譜的原理是指向電化學體系施予一頻率各異的小振幅交流電動勢，測定正弦波頻率（ω)的改變對該電動勢與電流信號比值產生的影響，即測定阻抗隨著正弦波頻率（ω)的變化，也可以通過測定阻抗的相位角Φ隨ω的變化來分析電極材料、腐蝕機理、導電材料、電極過程的動力學等方面的機理。采用小振幅的電信號既能夠防止給系統帶來較大的影響，同時又能夠讓擾動跟響應體系之間表現為近似線性的關系，進而讓測量的結果數學處理更容易。此外，電化學阻抗譜是通過測量過程中獲得的頻率比較寬的阻抗譜探究電極的，所以相對于另外一些電化學法其能夠得到電極界面結構和動力學信息。例如：通過阻抗譜形狀能夠探究金屬電極發生腐蝕的機理；探究金屬表面上保護膜的阻抗特征；對腐蝕金屬進行電化學阻抗測量可以獲得極化電阻（Rp);對腐蝕的金屬材料進行電化學阻抗譜測量，能夠了解動力學參數進而來研究金屬材料抗腐蝕能力的強弱等。因此，電化學阻抗譜成為近年來探究金屬發生腐蝕與采取相應防護措施的重要方式。
電(dian)(dian)化(hua)學(xue)阻(zu)(zu)抗（EIS)測(ce)試把(ba)電(dian)(dian)化(hua)學(xue)系統(tong)作為一個等效(xiao)(xiao)電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)，交流(liu)(liu)阻(zu)(zu)抗實驗的(de)(de)基(ji)本等效(xiao)(xiao)電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)如圖5.2所示。該電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)的(de)(de)組(zu)(zu)成元(yuan)件有(you)電(dian)(dian)阻(zu)(zu)（R:金屬材料對電(dian)(dian)流(liu)(liu)的(de)(de)阻(zu)(zu)攔功能）、電(dian)(dian)感(gan)（L:于電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)中(zhong)對交流(liu)(liu)電(dian)(dian)的(de)(de)阻(zu)(zu)礙功能）及電(dian)(dian)容(rong)（C:電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)中(zhong)對交流(liu)(liu)電(dian)(dian)所引起的(de)(de)阻(zu)(zu)礙作用）等，這(zhe)些元(yuan)件按照(zhao)串聯或(huo)者(zhe)并聯的(de)(de)方式組(zu)(zu)合起來形成一個等效(xiao)(xiao)電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)。測(ce)量電(dian)(dian)化(hua)學(xue)阻(zu)(zu)抗能夠確定等效(xiao)(xiao)電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)的(de)(de)組(zu)(zu)成方式及各組(zu)(zu)成元(yuan)件的(de)(de)值(zhi)、通過(guo)這(zhe)些元(yuan)件的(de)(de)電(dian)(dian)化(hua)學(xue)含義就可以分析電(dian)(dian)化(hua)學(xue)電(dian)(dian)極(ji)過(guo)程的(de)(de)性質和(he)電(dian)(dian)化(hua)學(xue)系統(tong)的(de)(de)結(jie)構。
