标准三电极电解池系统是定量验证 AA 6061 铝合金上涂层性能的基础工具。
通过将该装置配置为特定结构——涂覆的 AA 6061 基材作为工作电极，饱和甘汞参比电极，以及铂对电极——该系统能够精确地分离和测量电化学腐蚀动力学。这种设置使研究人员能够绕过更简单系统中固有的电噪声和电阻误差，从而提供关于涂层抑制降解效果的准确数据。
核心要点 三电极系统将测量电压的电路与承载电流的电路分离开来。这种“解耦”可以精确控制 AA 6061 表面的电位，从而能够计算出腐蚀电位（$E_{corr}$）和腐蚀电流密度（$i_{corr}$）等关键失效指标。
系统构成
工作电极（样品）
经过涂层处理（例如类水滑石层）的 AA 6061 铝合金充当工作电极。
这是研究的主要对象。收集到的所有数据都反映了专门在此界面上发生的电化学反应。
参比电极（基准）
通常使用饱和甘汞电极 (SCE) 作为参比。
其唯一目的是维持稳定不变的电化学电位。它充当工作电极电位测量的“真实基准”。
对电极（电流载体）
铂电极充当对电极（或辅助电极）。
该组件完成了电回路，允许电流通过电解质流动，而不会对工作电极上的测量产生化学干扰。
解耦：精确性的机制
分离控制与测量
在更简单的两电极系统中，相同的电极同时承载电流和测量电压，这会导致内部电阻引起的误差。
三电极系统将这些功能解耦。电流仅在工作电极和对电极之间流动。同时，电位在工作电极和参比电极之间进行测量。
确保精确的电位控制
通过从参比回路中移除电流，参比电极保持稳定且不发生极化。
这使得电化学工作站能够以极高的精度控制 AA 6061 界面的电位。它确保读数的变化是由于涂层的行为，而不是测试设备的伪影。
量化耐腐蚀性
恒电位极化测量
这是评估动力学缓蚀的主要方法。
通过扫描电压，系统会生成极化曲线。从中，研究人员提取腐蚀电位 ($E_{corr}$) 和腐蚀电流密度 ($i_{corr}$)。
数据解读
$E_{corr}$ 的变化表明涂层如何改变合金的腐蚀热力学趋势。
$i_{corr}$ 的降低直接量化了涂层阻碍腐蚀反应速率的程度。这证明了涂层的“主动保护”能力。
电化学阻抗谱 (EIS)
除了极化测量，该系统还支持 EIS 测试。
EIS 允许测量电荷转移电阻和孔隙电阻。这有助于评估涂层的物理完整性，并在出现可见失效之前检测微观缺陷。
理解权衡
参比电极稳定性
整个系统的准确性取决于参比电极的状况。
如果饱和甘汞电极退化或被污染，“基准”就会发生偏移。这会导致 $E_{corr}$ 值失真，使涂层看起来比实际更贵金属化或更不贵金属化。
设置的复杂性
与简单的浸没测试相比，该系统需要仔细的几何设计。
参比电极相对于工作电极的位置对于最小化未补偿电阻（IR 降）至关重要。不良的定位可能导致测量高电阻涂层真实腐蚀速率时出现误差。
为您的目标做出正确选择
在评估 AA 6061 涂层时，请使用三电极数据来指导您的决策：
- 如果您的主要关注点是动力学保护：优先考虑$i_{corr}$ 的降低；显著降低的电流密度证实涂层正在积极减缓降解速率。
- 如果您的主要关注点是涂层完整性：优先考虑EIS（阻抗）数据；高孔隙电阻表明存在致密、无缺陷的阻挡层。
- 如果您的主要关注点是热力学：查看$E_{corr}$；正向偏移表明涂层已使铝表面更贵金属化，不易发生氧化起始。
三电极系统将腐蚀测试从定性观察转变为定量科学，提供了验证涂层寿命所需的硬数据。
总结表：
| 组件 | 评估中的作用 | 提供的关键指标 |
|---|---|---|
| 工作电极 | 涂覆的 AA 6061 基材 | 特定于表面的反应数据 |
| 参比电极 | 稳定的电位基准 (SCE) | 准确的 $E_{corr}$ (电位) |
| 对电极 | 完成电路 (铂) | 高精度电流流动 |
| 电化学数据 | 动力学与热力学分析 | $i_{corr}$、 $R_p$ 和孔隙电阻 |
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参考文献
- Stela Maria de Carvalho Fernandes, Lalgudi Venkataraman Ramanathan. Effect of Processing on Microstructure and Corrosion Mitigating Properties of Hydrotalcite Coatings on AA 6061 Alloy. DOI: 10.1590/1516-1439.015715
本文还参考了以下技术资料 Kintek Solution 知识库 .
