标准三电极系统是强制性的，因为它将电位测量与电流流动分离开来。在焊接样品的电化学腐蚀测试中，这种配置将测量电路与电源电路隔离开。通过这样做，它消除了溶液电阻引起的电压降，确保数据反映材料表面的真实行为，而不是电解质的性质。
通过将电流电路与电位测量电路分开，该系统消除了电位降（欧姆降）的影响。这使得能够高精度地捕获极化曲线，并准确提取腐蚀电位等关键热力学参数。
精确性的架构
要理解为什么对于焊接样品来说，这个系统是不可或缺的，您必须首先了解标准设置中定义的每个组件的具体作用。
工作电极
这是焊缝样品本身。它是当前正在研究的材料，也是电化学反应的焦点。
对电极
通常是铂电极，该组件完成了电流电路。它允许电流流过电解质溶液，而不会参与在焊缝表面测量的反应。
参比电极
通常是饱和甘汞电极（SCE），它提供了一个稳定、已知的电位。它作为测量焊缝样品电位的“标尺”。
核心问题：电流与测量
腐蚀测试中的根本挑战是在同时诱导反应（需要电流）的同时测量样品的电位。
电阻的干扰
当电流流过电解质时，会遇到电阻。根据欧姆定律，这种电阻会产生电压降（通常称为IR压降）。
两电极系统的失败
在简单的两电极设置中，使用相同的电极来承载电流和测量电位。因此，测量包含了IR压降误差，扭曲了数据。
数据的失真
如果这些误差没有被消除，所得的极化曲线将是不准确的。这将导致无法区分焊缝的实际腐蚀特性与测试溶液的电阻。
三电极解决方案如何工作
三电极系统通过将操作分成两个独立的电路来解决电阻问题。
电路1：电流回路
电流仅在工作电极（焊缝）和对电极（铂）之间流动。这个回路驱动电化学反应，但不用于测量。
电路2：测量回路
电压在工作电极和参比电极之间测量。由于这个测量电路具有非常高的阻抗，因此只有微小的电流流过它。
消除压降
由于几乎没有电流流过参比电极，因此测量电路中没有IR压降。系统捕获焊缝表面的纯电位，不受溶液电阻的影响。
理解权衡
虽然三电极系统是精确的标准，但它需要仔细实施以避免引入新的错误。
设置复杂性
该系统比简单的电阻探头在物理上更复杂。它需要精确的几何形状；参比电极必须靠近工作电极才能有效。
参比电极稳定性
整个测试的准确性取决于参比电极（SCE）的稳定性。如果SCE被污染或损坏，“基线”会发生偏移，导致所有收集的热力学参数无效。
为您的目标做出正确选择
在对焊缝进行电化学测试时，您选择的配置决定了您热力学数据的有效性。
- 如果您的主要重点是获得准确的极化曲线：您必须使用三电极系统，以防止溶液电阻扭曲曲线形状。
- 如果您的主要重点是确定特定的腐蚀电位：您必须依靠单独的参比电极（SCE）提供的稳定基线来提取精确的热力学参数。
最终，三电极系统是唯一可行的方法，可以将焊缝的真实电化学行为与测试环境的电噪声分离开来。
总结表：
| 组件 | 作用 | 描述 |
|---|---|---|
| 工作电极 | 焊缝样品 | 正在研究的电化学反应的焦点。 |
| 对电极 | 铂 | 完成电流电路，而不干扰反应。 |
| 参比电极 | SCE | 提供稳定的电位基线，以准确测量焊缝的电位。 |
| 电路隔离 | 去耦 | 将电流流动与电位测量分开，以消除欧姆定律误差。 |
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参考文献
- M. Dziekońska, T. Jung. Microstructure and Properties of Dissimilar Joints of AISI 430 Steel with Inconel 625 Obtained by Electron Beam Welding. DOI: 10.12913/22998624/152529
本文还参考了以下技术资料 Kintek Solution 知识库 .
