用阻抗谱测试镁合金腐蚀速率？

在既有的认识中，电化学阻抗谱是测试工作电极电化学阻抗的利器，在研究中大多采用电化学阻抗谱分析工作电极电化学反应的阻抗特征，通过构造模拟等效电路分析电极电化学反应的构成要素，但是很少有关于采用电化学阻抗谱分析电化学反应速率的报道。本文介绍了采用电化学阻抗谱测试工作电极的腐蚀速率，值得阅读、思考和关注。

镁(Mg)及其合金作为研究对象，在近二十年来引起了科学界的极大兴趣。从实用角度来看，Mg是最轻的结构金属材料，可以减少燃料消耗，从而减少温室气体排放。这些使得它在汽车和航空航天行业的应用前景良好。此外，镁合金在临床应用中也常用作可生物降解的植入物。镁具有良好的生物相容性，是数百种人体代谢过程中的重要元素。然而，镁是最具化学活性的金属之一，其耐腐蚀性是限制甚至阻止其在实际服役条件下使用的关键因素之一。因此，获得腐蚀速率的定量值对于镁合金组织的寿命预测和腐蚀防护能力比较评估而言，显得十分重要。

由于许多镁合金的腐蚀速率值，往往会随着暴露时间而发生非常显著的变化，直到达到稳定状态。因此需要在长时间的测试中测量这些值。虽然测量腐蚀速率的常用方法有失重法、析氢法和极化曲线法，但使用电化学阻抗谱法(EIS)测定腐蚀速率的方法相对较少。EIS技术的非破坏性、高精度，可重复性，以及对微小腐蚀速率测定的可靠性，该技术似乎最适合于监测腐蚀速率值，且远低于其他技术所测量的腐蚀速率。

从科学技术的角度来看，用电化学方法测量镁合金腐蚀速率的可实现性现在是值得怀疑的。许多研究人员通过EIS或极化曲线计算出的镁合金腐蚀速率值，比通过重量或析氢试验得到的值低2倍，或者更多。这也就更不用说，通过EIS估算的腐蚀速率值与析氢试验之间获得极好的相关性研究了。然而，这些研究仅限于腐蚀的初始阶段(仅几个小时或一天)。因此出现了这样一个问题:在较长的测试时间内，获得的相关性能否保持不变？

本文主要讲述了使用EIS测量Mg腐蚀速率的最新技术。首先，本文讲述了几种最广泛使用的Mg/Mg合金腐蚀速率检测方法，并简要解释EIS的一些基本概念。这些概念对于读者理解EIS光谱至关重要。最后则讨论了这些概念以及自1990年代以来为获得腐蚀速率测定值而提出的其他方法。