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交流阻抗技術(shù)的發(fā)展與應用

返回打印來源：儀天成電力時間：2017/12/08 閱讀：次

交流阻抗技術(shù)的基本原理
       交流阻抗方法是用小幅度交流信號擾動電解池,并觀察體系在穩(wěn)態(tài)時對擾動的跟隨的情況,同時測量電極的交流阻抗,進而計算電極的電化學參數(shù)。由于電極過程可以用電阻R和電容C組成的電化學等效電路來表示,因此交流阻抗技術(shù)實質(zhì)上是研究RC電路在交流電作用下的特點和規(guī)律。

       交流阻抗技術(shù)的應用
       交流阻抗方法是一種暫態(tài)電化學技術(shù),屬于交流信號測量的范疇,具有測量速度快,對研究對象表面狀態(tài)干擾小的特點,因此在實際科研工作中,交流阻抗技術(shù)的應用范圍非常廣泛。
       1.生物科學領(lǐng)域
       電化學交流阻抗譜應用于生物膜研究與傳統(tǒng)方法比較,小幅的交流電激勵信號能使體系更接近和保持其生命的原始狀態(tài),具有特殊的意義。
       2.材料學領(lǐng)域
       傳統(tǒng)電化學方法只能研究金屬表面膜的性能,而對其成膜過程的研究卻受到限制。交流阻抗方法因以測得很寬范圍的阻抗譜來研究電極體系,可以獲得比常規(guī)方法更多的動力學信息和界面結(jié)構(gòu)信息。
       3.電化學領(lǐng)域
       交流阻抗技術(shù)是隨著電化學理論和測試技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)的,因此其重要的應用領(lǐng)域還是電化學領(lǐng)域,主要用于研究電極過程、金屬的腐蝕行為、緩蝕劑等。

       交流阻抗實驗技術(shù)應注意的問題
       應用交流電技術(shù)時的一些共性問題以及應用交流阻抗技術(shù)本身影響試驗的因素需要加以注意。
       (1)激勵信號的頻率交流阻抗測量可以在超過7個數(shù)量級的頻率范圍內(nèi)進行,常用的頻率范圍是1MHz~10mHz。對于腐蝕體系來說,常需要低頻信息,而低頻阻抗的測量通常難度較大。高頻的上限主要受恒電位儀相位移的限制。
       (2)線性考慮到基元反應步驟的速率是指數(shù)性依賴于電位的,電化學過程在本質(zhì)上是非線性的,然而充分發(fā)展的交流電理論全是線性理論,這意味著要使用它們就要將激勵信號幅值保持足夠小,以使體系成為非常近似于線性。
       (3)謬誤的響應交流電技術(shù)易于因測量回路中的謬誤效應而產(chǎn)生歪曲。在高頻時恒電位儀易發(fā)生相位移,接線之間出現(xiàn)雜散電容,接線和電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生自感應。設計良好的電池可以在一定程度上減輕這些問題。由于交流阻抗激勵信號較弱,雜散電噪聲或市電電源都會對實驗產(chǎn)生干擾,通常需要將電池和檢測回路屏蔽起來,以減少這種影響。

       交流阻抗技術(shù)的發(fā)展和應用前景
       隨著電化學研究的深入,要求不斷發(fā)展適應金屬電極特點的研究和測試方法,測試儀器也必將進一步發(fā)展,以期獲得金屬電極表面上進行的復雜電極過程的信息。因此,交流阻抗測試儀器將會進一步提高微弱信號的檢測能力和抗環(huán)境干擾能力。能夠測量金屬電極微局部阻抗信息的技術(shù)將會得到發(fā)展,這將為電化學領(lǐng)域研究金屬的局部腐蝕機理和特征提供新的研究手段。計算機技術(shù)將與電化學交流阻抗技術(shù)進一步融合,計算機控制測量儀器和數(shù)據(jù)處理能力進一步增強,簡化了阻抗測量操作程序,提高了實驗效率。交流阻抗技術(shù)的應用領(lǐng)域也將進一步拓寬,不僅是電化學研究的有力工具,而且將為其他諸如生物、環(huán)境、電子、材料、土建等領(lǐng)域的研究工作提供新的機遇。

       主題詞：交流阻抗發(fā)電機轉(zhuǎn)子

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