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)極電(dian)(dian)(dian)位(wei)以及電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密度為(wei)腐蝕電(dian)(dian)(dian)化學實驗所要獲得的重要參數(shu)，其中電(dian)(dian)(dian)極電(dian)(dian)(dian)位(wei)表示(shi)電(dian)(dian)(dian)解液－金屬界面(mian)的特性(xing)和結構(gou)；電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密度表示(shi)金屬材料表面(mian)上單位(wei)面(mian)積內電(dian)(dian)(dian)化學反應進行的快慢。絕大(da)多數(shu)電(dian)(dian)(dian)化學測試都(dou)是測定電(dian)(dian)(dian)極電(dian)(dian)(dian)位(wei)跟電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密度這兩者間的關聯。
與其(qi)他電(dian)化(hua)學(xue)過(guo)程（如(ru)電(dian)鍍、電(dian)解及化(hua)學(xue)電(dian)源(yuan)等）相比，金屬電(dian)化(hua)學(xue)腐蝕測量過(guo)程的(de)對象是金屬電(dian)極，該過(guo)程有如(ru)下特點：
1. 金屬(shu)發(fa)生(sheng)腐蝕的整個腐蝕體系(xi)由(you)數(shu)個電極反應(ying)耦合而成(cheng)，同時在整個電極表面上也發(fa)生(sheng)著數(shu)個電極反應(ying)，所(suo)以與只具(ju)有一個電極反應(ying)的電極系(xi)統相比，其在分析(xi)和處理腐蝕電化學(xue)實驗結(jie)果(guo)上有著一定(ding)特別之(zhi)處。
2. 電極(ji)金屬(shu)材料發生陽(yang)極(ji)溶解(jie)反應，即腐蝕金屬(shu)自身參與的反應是電極(ji)系統中(zhong)電極(ji)反應中(zhong)的一種。
3. 測量過程中不(bu)可以只探究(jiu)整個電極(ji)表(biao)(biao)面(mian)(mian)總的電化學行為(wei)，因為(wei)電極(ji)表(biao)(biao)面(mian)(mian)表(biao)(biao)現為(wei)多層結(jie)構，金屬(shu)電極(ji)上有(you)著腐蝕(shi)產物銹層、腐蝕(shi)孔及表(biao)(biao)面(mian)(mian)膜，導(dao)致電極(ji)表(biao)(biao)面(mian)(mian)具有(you)不(bu)光(guang)滑的特點，容易發生各種形式(shi)的局部腐蝕(shi)，所(suo)以有(you)必要發展如微(wei)區電化學測試之類的能(neng)夠表(biao)(biao)征(zheng)電極(ji)表(biao)(biao)面(mian)(mian)不(bu)均勻性(xing)的研究(jiu)方(fang)法(fa)。
4. 腐蝕金屬的電極反應相對于其(qi)他一些電化學過程而言比較緩慢。
此外，腐蝕(shi)電(dian)(dian)化學測(ce)試方法為原位技術，能夠(gou)比較(jiao)真實(shi)(shi)地反應金屬電(dian)(dian)極(ji)(ji)表面發生的實(shi)(shi)際腐蝕(shi)，擁有較(jiao)強的靈敏(min)度、操作簡單容易實(shi)(shi)施且實(shi)(shi)時性好(hao)的優點。電(dian)(dian)化學實(shi)(shi)驗常用(yong)的方法有極(ji)(ji)化曲線、交(jiao)流阻抗(kang)及電(dian)(dian)位掃描(miao)等。
極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)化曲線(xian)的(de)測(ce)量有利于研究電(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)過(guo)程的(de)影響(xiang)因(yin)素和機理(li)。眾所周知(zhi)，當我們(men)探究可逆(ni)電(dian)池的(de)反(fan)應時電(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)上基本(ben)(ben)上是(shi)不(bu)存(cun)(cun)在(zai)電(dian)流(liu)(liu)的(de)，各個電(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)反(fan)應基本(ben)(ben)都在(zai)平衡(heng)(heng)狀(zhuang)態(tai)下發生，所以該反(fan)應為可逆(ni)的(de)。但(dan)是(shi)一旦存(cun)(cun)在(zai)電(dian)流(liu)(liu)通(tong)過(guo)，電(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)原本(ben)(ben)的(de)平衡(heng)(heng)狀(zhuang)態(tai)就(jiu)被打(da)破，進而導致(zhi)電(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)電(dian)位偏(pian)離原本(ben)(ben)的(de)平衡(heng)(heng)電(dian)位值(zhi)，導致(zhi)電(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)反(fan)應處于一種(zhong)不(bu)可逆(ni)的(de)狀(zhuang)態(tai)，不(bu)可逆(ni)程度隨著電(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)電(dian)流(liu)(liu)密(mi)(mi)度的(de)升(sheng)高而增強(qiang)，即所謂的(de)電(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)化就(jiu)是(shi)指由于電(dian)流(liu)(liu)通(tong)過(guo)電(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)而導致(zhi)電(dian)位偏(pian)離平衡(heng)(heng)值(zhi)的(de)一種(zhong)現狀(zhuang)，極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)化曲線(xian)即表示電(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)電(dian)位與(yu)電(dian)流(liu)(liu)密(mi)(mi)度兩者間的(de)關系，其測(ce)試有以下幾種(zhong)方法。
a. 恒(heng)電位法
恒電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位法(fa)(fa)即(ji)將被研(yan)究的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位固定在不同的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位上(shang)，然(ran)后測(ce)試對(dui)應(ying)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位下(xia)(xia)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)度(du)，在實際應(ying)用過程中(zhong)使用較(jiao)(jiao)為(wei)(wei)普遍(bian)的(de)(de)(de)是(shi)靜(jing)態法(fa)(fa)及動(dong)態法(fa)(fa)。所謂靜(jing)態法(fa)(fa)是(shi)指(zhi)(zhi)控(kong)制電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位為(wei)(wei)某一個特定值(zhi)，測(ce)量相(xiang)(xiang)對(dui)應(ying)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位下(xia)(xia)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)度(du)，且(qie)依次測(ce)定整(zheng)個電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位下(xia)(xia)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)度(du)，從而得到整(zheng)個極(ji)(ji)(ji)化曲(qu)線(xian)(xian)；其(qi)(qi)次動(dong)態法(fa)(fa)指(zhi)(zhi)控(kong)制電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位按照較(jiao)(jiao)為(wei)(wei)緩慢的(de)(de)(de)速(su)度(du)不停地變化，并且(qie)測(ce)量相(xiang)(xiang)對(dui)應(ying)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位下(xia)(xia)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)值(zhi)，瞬時(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)與其(qi)(qi)相(xiang)(xiang)對(dui)應(ying)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位關(guan)系曲(qu)線(xian)(xian)即(ji)為(wei)(wei)極(ji)(ji)(ji)化曲(qu)線(xian)(xian)。這(zhe)兩種方法(fa)(fa)中(zhong)較(jiao)(jiao)為(wei)(wei)廣泛使用的(de)(de)(de)是(shi)動(dong)態法(fa)(fa)測(ce)定極(ji)(ji)(ji)化曲(qu)線(xian)(xian)，該方法(fa)(fa)的(de)(de)(de)優點在于掃(sao)描速(su)度(du)可以控(kong)制、可以自動(dong)測(ce)量并繪(hui)制極(ji)(ji)(ji)化曲(qu)線(xian)(xian)，其(qi)(qi)測(ce)量的(de)(de)(de)結果有(you)較(jiao)(jiao)高的(de)(de)(de)重現性，對(dui)于那些(xie)需(xu)要比較(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)實驗(yan)該方法(fa)(fa)為(wei)(wei)首(shou)選。
b. 恒電流法
恒電(dian)流(liu)(liu)法是(shi)指固定(ding)電(dian)極體系的(de)(de)電(dian)流(liu)(liu)密度為某一(yi)特定(ding)值，測(ce)定(ding)跟電(dian)流(liu)(liu)密度相對應的(de)(de)電(dian)極電(dian)位。恒電(dian)流(liu)(liu)法測(ce)量(liang)極化曲線在(zai)(zai)測(ce)定(ding)過程中電(dian)極很難達到一(yi)個穩定(ding)的(de)(de)狀態，所以在(zai)(zai)實際測(ce)量(liang)過程中一(yi)般(ban)當電(dian)位接近(jin)穩定(ding)的(de)(de)時候即可以讀值。
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)化(hua)(hua)學(xue)阻(zu)抗（EIS)測試把電(dian)化(hua)(hua)學(xue)系統(tong)作為(wei)一個等效電(dian)路(lu)，交流阻(zu)抗實驗的(de)基本等效電(dian)路(lu)如圖5.2所(suo)示。該電(dian)路(lu)的(de)組(zu)(zu)(zu)成元(yuan)(yuan)件有電(dian)阻(zu)（R:金屬材料對電(dian)流的(de)阻(zu)攔功(gong)能(neng)）、電(dian)感(gan)（L:于(yu)電(dian)路(lu)中對交流電(dian)的(de)阻(zu)礙功(gong)能(neng)）及電(dian)容（C:電(dian)路(lu)中對交流電(dian)所(suo)引起的(de)阻(zu)礙作用(yong)）等，這些元(yuan)(yuan)件按照串聯或者并聯的(de)方式(shi)組(zu)(zu)(zu)合起來(lai)形成一個等效電(dian)路(lu)。測量電(dian)化(hua)(hua)學(xue)阻(zu)抗能(neng)夠(gou)確定等效電(dian)路(lu)的(de)組(zu)(zu)(zu)成方式(shi)及各組(zu)(zu)(zu)成元(yuan)(yuan)件的(de)值、通過這些元(yuan)(yuan)件的(de)電(dian)化(hua)(hua)學(xue)含義(yi)就可(ke)以(yi)分析(xi)電(dian)化(hua)(hua)學(xue)電(dian)極過程的(de)性質和電(dian)化(hua)(hua)學(xue)系統(tong)的(de)結構。
