铂 (Pt) 被普遍选用作为高熵合金 (HEA) 腐蚀实验的对电极，主要归因于其卓越的化学惰性和优异的导电性。它承担着关键功能：在电化学池内提供一个稳定的电荷转移平衡手段，而自身不溶解、不反应，也不会引入会扭曲合金数据的噪声。
核心见解：对电极必须对测量“隐形”。选择铂是因为它能够促进必要的电流流动来驱动实验，同时确保所得的阻抗和极化数据仅反映高熵合金本身的性能，而不受电极降解引起的伪影影响。
信号隔离原理
在腐蚀性环境中的化学惰性
对电极的首要要求是稳定性。在典型的腐蚀性环境中，例如氯化钠 (NaCl) 溶液中，许多金属会发生氧化或溶解。
铂能够抵抗这些反应。它不会溶解，也不会与电解质发生复杂的电化学相互作用。
这确保了溶液化学在整个实验过程中保持恒定，防止了可能改变 HEA 腐蚀行为的污染。
无阻碍的导电性
铂是优良的导体。这使得对电极与电解质之间的电荷转移高效进行。
高导电性最大限度地减小了对电极上的电压降。这对于在三电极系统中维持精确的控制回路至关重要。
它确保施加的电势能有效地导向工作电极（即 HEA），而不是在设置组件的电阻中损失。
确保数据准确性
保持阻抗数据完整性
在高熵合金研究中，科学家经常分析钝化膜——在合金表面形成的保护性氧化层。这通常通过电化学阻抗谱 (EIS) 来完成。
如果对电极发生反应或由于不稳定而产生自身的“双电层”电容，就会产生干扰信号。
铂提供了一个稳定的基线。这保证了捕获的阻抗谱严格反映了合金表面钝化特性，而不是对电极的特性。
最小化极化效应
为了保持准确性，对电极不能成为系统的“瓶颈”。
虽然铂的材料特性至关重要，但其物理构造——通常是大面积箔材或丝材——同样重要。
大的表面积降低了铂本身的电流密度。这最大限度地减小了对电极上的极化效应，确保电流稳定地通过系统，从而准确地测试 HEA。
理解权衡
虽然铂是准确性的黄金标准，但也有需要注意的操作注意事项。
成本与表面积比
铂价格昂贵。这通常导致研究人员使用较小的导线以节省成本。
然而，如果铂对电极的表面积小于 HEA 工作电极的表面积，对电极可能会发生极化。这会限制电流流动，并可能人为地“封顶”测得的合金腐蚀速率，导致关于腐蚀敏感性的假阴性结果。
电解质兼容性
虽然铂在 NaCl 和大多数酸中是惰性的，但它并非对所有物质都无懈可击。
在特定的特殊电解质中（例如含有高浓度氰化物或王水的电解质），即使是铂也可能降解。务必根据您的具体测试溶液，查阅铂的 Pourbaix 图。
为您的目标做出正确选择
在设计您的 HEA 腐蚀实验时，请应用这些原则以确保有效性：
- 如果您的主要关注点是钝化膜分析 (EIS)：请使用高纯度铂网或箔材，以确保零背景噪声干扰精密的阻抗读数。
- 如果您的主要关注点是高速腐蚀测试：请确保铂电极的表面积明显大于（理想情况下是 10 倍）您的 HEA 样品，以防止电流节流。
通过正确使用铂，您可以将对电极从潜在的变量转变为可靠的常数。
总结表：
| 特性 | 对 HEA 研究的好处 | 对数据准确性的影响 |
|---|---|---|
| 化学惰性 | 在腐蚀性 NaCl 或酸性介质中抵抗氧化和溶解。 | 防止电解质污染和伪影信号。 |
| 高导电性 | 以最小的电压降促进高效电荷转移。 | 确保对 HEA 工作电极进行精确的电位控制。 |
| 稳定的基线 | 最大限度地减少其自身的双电层电容干扰。 | 保证 EIS 谱仅反映合金的钝化膜特性。 |
| 大表面积 | 降低对电极本身的电流密度。 | 防止电流节流和极化瓶颈。 |
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参考文献
- Santiago Brito-García, Ionelia Voiculescu. EIS Study of Doped High-Entropy Alloy. DOI: 10.3390/met13050883
本文还参考了以下技术资料 Kintek Solution 知识库 .
