電化學(xué)工作站伏安測(cè)試技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、電化學(xué)測(cè)試分析方法在金屬的腐蝕研究以及電池參數(shù)的檢測(cè)上起著重要的作用,而已有的測(cè)試分析儀器對(duì)電化學(xué)測(cè)試分析還很不全面,選擇性比較差。本論文通過(guò)對(duì)以上問(wèn)題的研究探索,依托于“973”項(xiàng)目子課題“電池安全性檢測(cè)技術(shù)研究”,對(duì)電化學(xué)伏安測(cè)試分析技術(shù)進(jìn)行研究,在電化學(xué)工作站中,設(shè)計(jì)一套軟件測(cè)試與分析系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)伏安方式下的各種測(cè)試方法,并完成伏安測(cè)試下的數(shù)據(jù)處理分析,對(duì)電化學(xué)反應(yīng)中的參數(shù)進(jìn)行提取。本論文完成的主要內(nèi)容有:
　　1、針對(duì)穩(wěn)態(tài)測(cè)

2、試中金屬腐蝕過(guò)程的腐蝕電流以及相關(guān)電化學(xué)參數(shù)的提取,采用了處理腐蝕金屬穩(wěn)態(tài)極化曲線的方式。對(duì)穩(wěn)態(tài)極化曲線的處理采用了三種方法:Tafel直線外推法,在強(qiáng)極化區(qū)對(duì)極化曲線方程式進(jìn)行轉(zhuǎn)化變換求對(duì)數(shù)方法得Tafel關(guān)系式;弱極化區(qū)非線性擬合法,在弱極化區(qū)對(duì)極化曲線方程式進(jìn)行改寫(xiě)并通過(guò)非線性最小二乘法擬合提取參數(shù);線性極化法,在線性極化區(qū)采用級(jí)數(shù)展開(kāi)略高次項(xiàng),得到此區(qū)間極化曲線可近似為直線并得到直線關(guān)系式。
　　2、針對(duì)暫態(tài)測(cè)試中在不同的

3、測(cè)試條件下響應(yīng)不同,通過(guò)控制測(cè)試條件形成了不同的電化學(xué)伏安測(cè)試方法,分為控制電流法和控制電壓法兩個(gè)方面來(lái)測(cè)試分析提取電化學(xué)參數(shù)。根據(jù)這兩種方法反應(yīng)過(guò)程中電化學(xué)物質(zhì)傳遞過(guò)程不同,有電化學(xué)控制體系以及擴(kuò)散控制體系,針對(duì)這兩種控制體系,分別采用等效電路法和擴(kuò)散方程求解法來(lái)提取參數(shù)。對(duì)電化學(xué)控制體系,提取電化學(xué)模型即等效電路,結(jié)合不同激勵(lì)下的響應(yīng)曲線和響應(yīng)函數(shù),采用非線性最小二乘法提取等效電路的參數(shù)。對(duì)擴(kuò)散控制體系對(duì)擴(kuò)散方程求解,得到電極電位的

4、響應(yīng)函數(shù),利用非線性最小二乘算法提取電化學(xué)參數(shù)。根據(jù)普適可逆波方程,采用正交多項(xiàng)式判斷體系可逆特征。
　　已有測(cè)試分析平臺(tái)在金屬腐蝕分析中主要是利用Tafel分析來(lái)計(jì)算腐蝕參數(shù),其對(duì)數(shù)據(jù)范圍要求較寬,有很大的局限性,本論文采用了三種分析方法,用戶可以根據(jù)需要選擇合適的數(shù)據(jù)段進(jìn)行分析,準(zhǔn)確的計(jì)算各腐蝕參數(shù)。在暫態(tài)中采用不同的測(cè)試方法從時(shí)域角度全面的分析等效電路模型參數(shù)。伏安測(cè)試技術(shù)在研究的基礎(chǔ)上,已將其功能集成于電化學(xué)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)中