三电极系统在模拟腐蚀测试中的作用是隔离特定材料的电化学行为，而不受测量电路本身的干扰。通过使用工作电极（样品）、参比电极和辅助电极，该系统将电压测量与电流分离。这确保了收集到的数据——特别是极化电流和电位——仅反映涂层试样的腐蚀特性。
通过将载流路径与传感电位路径分开，三电极系统消除了极化干扰。这提供了准确确定涂层防护效率和电荷转移电阻所需的高精度环境。
配置的组成部分
工作电极 (WE)
工作电极是正在接受测试的特定涂层试样或材料样品（例如，8620 钢或 AISI 420）。这是发生腐蚀反应的界面，也是分析的唯一焦点。
参比电极 (RE)
该组件，通常是饱和甘汞电极 (SCE) 或银/氯化银电极，建立了一个稳定不变的电位基准。其目的严格是为电压测量提供一个参考点；它不承载显著电流。
辅助（对电极）电极 (CE)
也称为对电极，它通常由惰性导电材料制成，如石墨、铂丝或铂钛网。其作用是完成闭合回路，促进电流通过电解质流动，同时不参与工作电极上的反应。
系统如何确保准确性
分离电位和电流
该系统的主要技术优势是电位控制和电流测量的分离。仪器迫使电流在工作电极和辅助电极之间流动，而电位则在工作电极和参比电极之间测量。
消除极化干扰
在更简单的系统中，测量电压的电极也承载电流，这会导致极化误差。三电极设置确保极化干扰仅发生在辅助电极上，而在分析中会被忽略。
确保信号纯度
这种配置保证了测量的电化学信号仅来自测试涂层与电解质之间的界面。这种隔离对于获得真实的腐蚀动力学数据至关重要。
高级测试能力
确定关键参数
这种设置使高精度电化学工作站能够计算重要指标。研究人员可以准确确定腐蚀电位、击穿电位和极化电阻。
实时原位监测
由于系统稳定，它能够实时监测涂层的防腐状态，即使在高温高压条件下也是如此。这使得在无需泄压或移除样品的情况下收集连续动力学数据成为可能。
常见陷阱及规避方法
对电极不稳定性
尽管辅助电极旨在保持惰性，但使用导电性差或化学稳定性差的材料会扰乱电路。使用高纯度石墨或铂以确保均匀的电流流动至关重要。
参比电位漂移
整个系统的准确性取决于参比电极的稳定性。如果参比电极（例如，Ag/AgCl）退化或漂移，电位基准会发生偏移，从而导致对腐蚀行为评估无效。
根据目标做出正确选择
为了最大化腐蚀测试的价值，请根据您的具体分析需求调整实验设置：
- 如果您的主要重点是确定涂层寿命：优先精确测量极化电阻和电荷转移电阻，以量化防护效率。
- 如果您的主要重点是过程监控：利用该系统在操作压力和温度下进行原位监测以连续跟踪腐蚀动力学。
三电极系统不仅仅是一种测试设备；它是确保您的腐蚀数据在物理上具有代表性且在化学上准确的基本标准。
汇总表：
| 组件 | 材料示例 | 主要功能 |
|---|---|---|
| 工作电极 (WE) | 涂层钢 (8620/AISI 420) | 发生腐蚀反应的界面（测试样品）。 |
| 参比电极 (RE) | 饱和甘汞 (SCE) / Ag/AgCl | 为电压传感提供稳定的电位基准。 |
| 辅助电极 (CE) | 石墨 / 铂 / Pt-Ti 网 | 完成电路以促进电流流动。 |
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参考文献
- Cheng‐fu Chen. Polystyrene Coating on APTES-Primed Hydroxylated AA2024-T3: Characterization and Failure Mechanism of Corrosion. DOI: 10.3390/solids4030016
本文还参考了以下技术资料 Kintek Solution 知识库 .
