电化学测试技术教学大纲.docx
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电化学测试技术教学大纲
《电化学测试技术》课程教学大纲
课程英文名称：
ElectrochemicalMeasurementTechnology
一、大纲使用说明
（一）课程的地位及教学目标
《电化学测试技术》是应用化学专业的一门核心专业基础课，其上承《物理化学》、《电化学原理》，下接《腐蚀与防护研究方法》、《化学电源》等课程。
通过《电化学测试技术》课程理论部分的学习，学生应该较为熟练地掌握电化学测试的基础知识、基本技能、方法，再通过实验课使学生加深电化学测试基本操作的理解和运用，为学生后续课程的学习、创新实验的进行及毕业设计打下基础。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求
1.知识方面的基本要求
掌握三电极体系、电位测量的误差来源及精确测量的要求；
掌握稳态研究方法、稳态过程的含义、特点，极化的种类及影响因素、控制电流法与控制电位法、稳态极化曲线测定、旋转圆盘电极及应用；
掌握暂态过程的特点、等效电路的构成及其简化、控制电流与控制电位暂态测量方法；
掌握线性电位扫描测试技术；
掌握交流阻抗测试及阻抗谱分析技术。
2.能力方面的基本要求
具备利用电化学测试手段研究、分析并解决涉及电化学工程与技术（如化学电源、腐蚀与防护等）等方面的实际问题的能力，如电化学方法测定金属材料在介质中的腐蚀速度、化学电源中粉末电极的电化学活性、涂料、涂层的耐腐蚀能力评价等。
3.技能方面的基本要求
能够根据科研或生产实际要求，进行电化学测试设计、会使用电化学方法对所得结果进行分析与计算，掌握常规电化学测试仪器的使用方法。
（三）实施说明
本教学大纲依据专业指导性教学计划制定，指导教学环节。
1.理论教学环节
教学以课堂讲授为主，多媒体辅助教学。
对课程中的重点、难点问题着重讲解。
采用启发式、案例式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；结合科研生产中的电化学测试实际例子对课程进行讲解，通过课堂讲解，加强学生对电化学原理基础知识与基本理论的理解。
通过少量作业调动学生学习的主观能动性，培养学生的自学能力。
2.实践教学环节
根据知识、能力、技能方面的要求，安排实验项目，设置部分综合性、设计性实验提高学生分析、解决实际问题的能力。
（四）对先修课的要求
在讲授本课前，学生应修完物理化学及电化学原理课程。
（五）对习题课、实验环节的要求
1．对重点、难点章节（如：
稳态极化曲线、交流阻抗、循环伏安法等在电化学研究中的应用及数据分析等等）应安排习题课，例题的选择以培养学生消化和巩固所学知识，用以解决实际问题为目的。
2．课后作业要少而精，内容要多样化，作业题内容必须包括基本概念、基本理论及基本应用等方面的内容，作业要能起到巩固理论，掌握电化学测试方法和技巧，提高分析问题、解决问题能力的作用，对作业中的重点、难点，课上应做必要的提示，并适当安排课内讲评作业。
学生必须独立、按时完成课外习题和作业，作业的完成情况应作为评定课程成绩的一部分。
3．每个学生要完成大纲中规定的必修实验，通过实验环节，学生应掌握基本电化学测试技术与方法在实际电化学科学及工程研究中的应用技巧及基本操作与数据解析方法，获得实验操作的基本训练。
实验成绩作为评定课程成绩的一部分。
每项实验要求学生依据实验指导书预习、写出合格实验报告。
（六）课程考核方式
1.考核方式：
考试
2.考核目标：
在考核学生对电化学测试技术的基本知识、基本原理和方法的基础上，重点考核学生对测试方法的综合设计、运用及数据分析能力。
3.成绩构成：
理论考试占80%、平时考核（包括中期考试、作业、小测验、提问等）占20%，最终总成绩为上述两方面的总和。
平时成绩由任课教师视具体情况按百分制给出。
（七）参考书目
《电化学研究方法》，田昭武编，北京：
科学出版社，1984
《电化学原理和方法》，张祖训，汪尔康编，北京：
科学出版社，2000
《电化学阻抗谱导论》，曹楚南，张鉴清编，北京：
科学出版社，2002
《电化学测量方法》，贾铮，戴长松，陈玲编，北京：
化学工业出版社，2006
《电化学测量》，胡会利，李宁编，北京：
国防工业出版社，2013
二、中文摘要
《电化学测试技术》是应用化学专业的一门专业基础必修课。
课程通过电化学测试基本理论及测试技术的学习，使学生较为熟练地掌握电化学测试的基础知识、基本技能、方法，再通过实验课使学生加深电化学测试基本操作的理解和运用。
课程主要内容包括三电极体系的建立、稳态和暂态电化学研究方法、线性极化、旋转圆盘电极、循环伏安及交流阻抗测量技术等。
本课程将为后续理论课程的学习、实践课程、创新实验的进行及毕业设计等奠定重要的基础。
三、课程学时分配表
序号
教学内容
学时
讲课
实验
上机
1
电化学测量基础知识
4
4
0
0
1.1
测量体系、电解质溶液、电极
2
2
1.2
盐桥、电解池设计、电化学测量仪器基础
2
2
2
稳态极化及研究方法
6
6
0
0
2.1
稳态与稳态极化、稳态极化曲线的测量
2
2
2.2
强制对流技术、稳态极化测量的数据处理
2
2
2.3
稳态极化测量的应用
2
2
3
暂态基础与暂态技术
6
6
0
0
3.1
暂态与暂态电流、非稳态扩散过程
2
2
3.2
电化学等效电路、暂态研究方法
2
2
3.3
电势扫描法
2
2
4
伏安测量与分析
2
2
0
4.1
循环伏安法、可逆体系、准可逆与不可逆体系，4.2循环伏安的应用
2
2
5
电化学阻抗谱
6
6
0
0
5.1
复数的概念、理想极化电极的电化学阻抗谱
2
2
5.2
电化学极化下电极的电化学阻抗谱、电化学与浓差极化共存时电极的电化学阻抗谱
2
2
5.3
阻抗实验注意点及阻抗谱分析、电化学阻抗测量的应用
2
2
合计
24
24
0
0
四、教学内容及基本要求
第1部分 电化学测量基础知识
总学时（单位：
学时）:
4讲课:
4实验:
0上机:
0
第1.1部分测量体系、电解质溶液、电极（讲课2学时）
具体内容：
1）了解电化学测量体系；
2）掌握电化学测试用电解质溶液；
3）掌握电化学测试用三电极的选择、制备及使用方法；
重点：
三电极体系
难点：
三电极体系中的两回路
第1.2部分盐桥、电解池设计、电化学测量仪器基础（讲课2学时）
具体内容：
1）盐桥的制备及选用；
2）电解池材料与设计；
3）常用电化学测量仪器的原理及应用；
重点：
电解池设计、电化学测量仪器
习题：
三电极体系的建立
第2部分 稳态极化及研究方法
总学时（单位：
学时）:
6讲课:
6实验:
0上机:
0
第2.1部分稳态与稳态极化、稳态极化曲线的测量（讲课2学时）
具体内容：
1）掌握稳态与稳态极化的概念；
2）掌握稳态极化曲线的测量方法；
重点：
稳态极化曲线的测量方法
第2.2部分强制对流技术、稳态极化测量的数据处理（讲课2学时）
具体内容：
1）强制对流技术
2）稳态极化测量的数据处理；
重点：
稳态极化测量的数据处理
第2.3部分稳态极化测量的应用（讲课2学时）
稳态极化曲线的应用；
重点：
稳态极化曲线的应用
难点：
稳态极化测量的数据处理
习题：
稳态极化曲线应用
第3部分 暂态基础与暂态技术
总学时（单位：
学时）:
6讲课:
6实验:
0上机:
0
第3.1部分暂态与暂态电流、非稳态扩散过程（讲课2学时）
具体内容：
1）暂态与暂态电流的基本概念；
2）非稳态扩散过程；
难点：
非稳态扩散过程
第3.2部分电化学等效电路、暂态研究方法（讲课2学时）
具体内容：
1）电化学等效电路模型的建立；
2）电化学反应电阻；
3）电极等效电路的简化；
重点：
电化学等效电路、暂态研究方法
第3.3部分电势扫描法（讲课2学时）
具体内容：
1）电势扫描中的电流响应特点：
2）小幅度三角波扫描的极限简化处理；
3）大幅度线性电势扫描法；
习题：
等效电路的建立与分析
第4部分 伏安测试与分析
总学时（单位：
学时）:
2讲课:
2实验:
0上机:
0
第4.1部分循环伏安法、可逆体系、准可逆与不可逆体系、循环伏安的应用（讲课2学时）
第4.2部分循环伏安的应用（讲课2学时）
具体内容：
1）循环伏安法；
2）可逆体系、准可逆与不可逆体系的特征及判断；
3）循环伏安的应用；
重点：
循环伏安法的应用
难点：
复杂电极过程的循环伏安法
习题：
循环伏安分析
第5部分 电化学阻抗谱
总学时（单位：
学时）:
6讲课:
6实验:
0上机:
0
第5.1部分复数的概念、理想极化电极的电化学阻抗谱（讲课2学时）
具体内容：
1）复数的概念；
2）电解池的等效电路；
3）理想极化电极的电化学阻抗谱图；
第5.2部分电化学极化下电极的电化学阻抗谱、电化学与浓差极化共存时电极的电化学阻抗谱（讲课2学时）
具体内容：
1）电化学极化下电极的电化学阻抗谱Nyquist、Bode图；
2）电化学与浓差极化共存时电极的电化学阻抗谱Nyquist、Bode图；
第5.3部分阻抗实验注意点及阻抗谱分析、电化学阻抗测量的应用（讲课2学时）
具体内容：
1）阻抗实验注意点；
2）阻抗谱的分析思路；
3）电化学阻抗谱的应用；
重点：
阻抗谱的测量、分析及应用
难点：
阻抗谱解析
习题：
电化学交流阻抗技术应用
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