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腐蚀试验方法与监控新技术

第十二篇腐蚀试验方法与监控新技术

第一章腐蚀试验方法概论

第一节腐蚀试验方法的任务与分类

一、腐蚀试验方法的任务

腐蚀试验方法被用于检验材料的耐蚀性（腐蚀稳定性）、评价材料在环境介质的化学或电化学作用下的变质和破坏的程度、确定腐蚀防护对策以及获取特定环境腐蚀性的信息。

腐蚀试验方法的任务可以细化为如下几个方面：

①对确定的金属/介质体系，估计金属的使用寿命。

②确定由于金属腐蚀对介质造成污染的可能性或污染程度。

③进行失效分析，追查发生腐蚀事故的原因，寻求解决问题的办法。

④选择有效的防腐措施，并估计其效果。

⑤选择适合在特定腐蚀环境中使用的材料。

⑥研制发展新型耐蚀材料。

⑦用作生产工艺管理、产品质量控制的检验性试验。

⑧对工厂设备的腐蚀状态进行监测。

⑨研究腐蚀机理与腐蚀规律。

二、腐蚀试验方法的分类

（1）实验室试验

在实验室内有目的地将专门制备的小型金属试样在人工配制的（或取自实际环境的）介质、受控制的环境中进行腐蚀试验，称为实验室试验。

实验室试验一般又可分为模拟试验和加速试验两类。

模拟试验是在实验室的小型模拟装置中，尽可能精确地模拟实际介质、环境，或在专门规定的介质条件下进行的试验。

加速试验是通过人为控制试验条件而加速试验进程的试验方法。

加速试验应具备足够的“侵蚀性”和良好的“鉴别性”。

加速试验方法一般只用于相对比较材料的耐蚀性或控制产品质量的目的。

实验室试验的突出优点是：

①可以充分利用精密的测试仪器及控制设备；②可以自由选择试样的大小和形状；③可以严格地控制有关的影响因素；④可以灵活地规定试验时间，一般试验周期较短；⑤试验结果的重现性较好。

实验室试验有其固有的局限性，主要是金属试样和介质、环境往往与实际情况有差别。

因此，对于一些重要的试验结果和结论，往往需要在实验室试验的基础上进一步通过现场试验或实物试验来验证。

（2）现场试验

把专门制备的金属试片置于现场的实际环境中进行腐蚀试验，称为现场试验。

其特点是腐蚀介质和试验条件与实际使用情况相同，试验结果比较可靠，试验本身也比较简单。

但是现场试验中环境因素变化波动较大，因此试验结果比较分散，重现性也较差。

现场试验的试验周期通常比较长，试片较易失落，试验中生成的腐蚀产物还可能污染工业产品。

此外，现场试验用的金属试片在面积、状态等方面与实物之间仍存在很大差异。

因此，如果现场试验结果不能给出肯定结论，就须进一步进行实物试验。

（3）实物试验

实物试验是将试验金属材料制成实物部件、设备或小型试验装置，在现场的实际应用条件下进行的试验。

实物试验比较如实地反映了金属材料及介质环境的实际状态，结果更为可靠。

它一般是在材料的研制和设计基本完成之后用于考核长期使用效果的，为定型纳标所必需的试验。

但这类试验往往费用很大、试验周期冗长，且只能做定性评定考核。

第二节试验设计与试验条件控制

一、腐蚀试验设计的基本考虑

金属腐蚀研究大致由五个部分组成：

即研究目标的确定、试验方法的设计、试验条件的控制、试验参数的测量及试验结果的解析。

明确试验的目标和对象是重要的，由此决定了试验的用途和需要获取什么信息。

对于工厂而言，目标和对象经常集中于经济和安全问题上，希望部件运行可靠、设备停车时间少、运行费用低、工厂安全。

因此腐蚀试验往往是针对部件运行状况分析、失效风险评价和防护、检修策略的确定而进行的。

除了经济和安全问题，腐蚀试验的目标可能还涉及法律和法规、健康及环境问题。

设计或选用腐蚀试验方法必须符合腐蚀机理的现代科学理论，按照不同的腐蚀机理和腐蚀类型确定具体腐蚀试验方法和仪器装置。

腐蚀试验设计应能反映数据分析的统计学基础，这是达到试验目标的必要步骤。

但是试验设计比单纯应用统计方法更复杂，因为设计应有效地提供所需的信息。

因此设计应同时采用统计分析和经济分析方法。

幸而大多数腐蚀试验的统计设计既经济又有效。

材料的腐蚀行为受到材料、介质和环境条件等多种因素的影响，有时这些因素间还存在着交互或协同作用。

为此应力求找出其中的关键影响因素，并严格控制有关因素，以保证试验结果的可靠性和重现性。

任何试验方法中都有理论问题，应当正确地理解所用试验方法的原理、实验技术和限制条件，以便正确地测量试验参数。

试验结果的解析可以采用极限简化法或解析法，配合适当的作图的方式来计算某些参数；还可以利用计算机进行模拟解析，或利用计算机进行最优化曲线拟合来求解某些参数。

二、试样

（1）试验材料

必须尽可能详尽地掌握关于试样来源的各种原始资料，其中包括试验材料的牌号、生产批号、名义化学成分，尤其是取样部位的实际化学成分。

还应当了解材料的工艺特征和金属学性质及热经历等。

（2）试样的形状和尺寸

腐蚀试验所用的试样的形状和尺寸与试验目的、试验方法、材料的性质和数量、介质的腐蚀性等多种因素有关。

一般希望试样形状简单，但有时根据实际情况的需要也须把试样制成较为复杂的形状。

在实验室试验中往往采用小试样，小试样特别适用于短期试验或腐蚀速率很低的情况。

作为一般原则应尽可能增大试样的暴露面积与其质量之比以及暴露面积与边棱面积之比。

研究孔蚀时因包含几率因素，也要用较大的试样。

（3）试样制备

试样表面的粗糙度和均一性以及洁净程度等是影响腐蚀试验结果的重要因素。

规范化的表面处理技术可提高腐蚀试验结果的可比性和重现性。

从原始金属材料切取的试样，须经机械切削除去表层和边棱。

往往还需要除去试样表层的氧化物、污垢和材料缺陷，常用的方法有机械加工、喷砂、酸洗、磨料或砂纸研磨及抛光等。

经如此表面处理后，还须对试样去油脱脂除污并彻底清洗，然后用空气或冷风干燥后置于干燥器中备用。

（4）平行试样的数量

为控制试验结果的偶然误差，提高测量结果的准确性和重现性，一般要求每次试验采用一定数量的平行试样。

平行试样数量越多，结果的准确性就越高。

对不加载应力的试验，平行试样的数目为3~12个，一般为3~5个；对加载应力的平行试样要求为5~20个，一般为5~10个。

（5）试样标记

为准确识别和区分试样，应仔细对试样加上标记。

在试样上直接加标记的方法有：

用钢字头打印字母或数字，电刻，化学蚀刻，或以一定规律在试样上打孔或刻锉缺口。

间接加标记的方法是在试样的支架或夹具上加标记。

（6）试样的暴露技术

试样暴露技术与试验目的、设备装置及试样的形状尺寸等因素有关。

一般要求：

①支架（包括悬挂物）应不妨碍试样与腐蚀介质的自由接触；②支架或悬挂物是惰性的；③保证试样相互之间、试样与容器及支架之间的电绝缘，并避免形成缝隙；④试样装取方便、牢固可靠；⑤在同一容器中避免不同金属试样间的相互干扰；⑥为保证试样有恒定的暴露面积，常用耐腐蚀、无污染的材料将非工作面封闭。

三、试验介质

影响腐蚀过程的介质因素主要有：

①介质的类型、主要成分、杂质成分、浓度及分布；②溶液的pH值；③介质的电导率；④腐蚀产物；⑤含有的固体粒子数量及尺度；⑥介质的容量；⑦生物因素等。

在解决实际腐蚀问题时，应尽可能采用实际应用的介质，或在实验室内模拟配制这种介质。

有时为了简化试验，也可采用简单的纯溶液，或选用强化的加速腐蚀试验介质。

应当用蒸馏水和化学纯（或分析纯）试剂精确地配制试验溶液，严格控制溶液成分。

腐蚀试验中所用的介质容量取决于试样面积、腐蚀速度和试验周期等。

原则是不能因为腐蚀过程的进行而使介质中的腐蚀组分明显减少，腐蚀产物在介质中的积累也不能明显改变腐蚀规律。

一般将介质容量与试样面积的比例控制在20-200ml/cm2。

应当在试验前、试验过程中和试验结束时分析检查溶液的成分，以确定由于蒸发、稀释、催化分解或腐蚀反应所可能引起的变化。

为了控制由于水分蒸发引起的变化，往往采用恒定水平装置、回流冷凝装置，有时也可以人工定时地添加蒸馏水。

通过电导测量可以检查电解质存在的情况，而pH值测量除了用于掌握酸度外，还可有效地检查CO2的存在状况。

四、环境条件

除了金属试样和腐蚀介质外，还有一些与金属及介质两相均有关的重要因素（如温度、金属与介质的相对运动、系统的几何关系、试样的暴露程度以及试验持续时间等）会影响腐蚀试验及结果。

（1）温度及温度控制

一般说来，温度对腐蚀过程有如下影响：

①改变化学反应速度；②改变气体（特别是氧）的溶解度；③改变大气暴露时金属表面的干湿状态；④改变某些腐蚀产物的溶解度；⑤改变溶液粘度；⑥介质中存在温度差异会引起对流，这又影响到腐蚀剂的供应及腐蚀产物转移。

腐蚀试验往往以溶液温度作为控制对象。

这种基于金属表面与溶液温度相同的试验，称为等温试验。

通常可采用水（油）浴恒温器、空气恒温箱进行等温试验。

有时使用自动控温的浸泡加热器直接插入腐蚀介质也是可行的。

有些试验是在试验溶液的沸点下进行的，可使用带有回流冷凝器的装置。

实际上，金属与腐蚀介质之间往往存在着传热过程，金属-介质的界面与介质本体间存在明显的温度梯度，据此而设计的试验称为传热试验。

（2）金属与介质的相对运动

金属与介质间的相对运动对于处于扩散控制或电阻控制的腐蚀过程有重要影响。

此外，由于提高了冲击能力和磨蚀能力也可能使腐蚀类型发生改变。

在腐蚀试验中，根据研究目的，可以设计成金属相对于溶液转动，或溶液在金属表面流过，或两者都作相对运动。

常用的试验装置有：

流体管道系统、搅拌器、旋转圆盘、圆环、盘-环、环-环和旋转圆筒等。

（3）充气与去气

当腐蚀试验设计证明有必要充气或去气时，就必须对溶液中的气体进行控制。

充气一般是指向溶液中供氧，可以直接向溶液中充氧或空气，也可以充氧与惰性气体的混合气体。

去气则是以惰性气体鼓入溶液，驱除溶液中的氧，或是抽真空与充惰性气体相结合，也有加热溶液去氧或加入除氧剂去氧的。

（4）试样暴露程度

在实验室腐蚀试验中，金属试样可以全部、部分或间断地暴露于腐蚀介质中，以模拟实际应用中可能遇到的各种情况。

相应地将上述几种情况分别称作全浸、半浸和间浸试验。

全浸试验通常可以比较严格地控制一些影响因素，如温度、流速和充气状态等。

为了保持恒同的供氧状态，一般要求试样浸入深度不小于2cm。

半浸试验对于研究水线腐蚀有特殊价值。

应维持液面恒定，使水线有固定的位置，尤其要注意保持水线上下金属的面积比恒定。

间浸试验系按照预定的循环变化程序，重复交替地将试样浸入和提出溶液。

在每次交变中应保证浸入和提出时间不变，并应严格控制环境的温度和湿度。

（5）试验持续时间

腐蚀试验持续时间与材料的腐蚀速度有关。

腐蚀过程中材料的腐蚀速度往往是随时间变化的。

对于不同的腐蚀体系，材料的腐蚀速度随时间的变化可能呈现不同的规律。

显然，试验时间太长，既无必要也不经济；但试验时间太短，腐蚀过程尚未达到稳态，试验结果也不充分有效。

简单地把短期试验结果外推到长期，往往会导致错误。

一般来说，金属腐蚀速度越高，试验时间应该越短；能形成保护膜或钝化膜的体系，试验时间则应较长。

在实验室中，一个周期的试验时间通常为24~168h（1~7天），至少要进行两个周期的试验。

对于具有中等或较低腐蚀速度的体系，可由下式粗略地估讨试验周期：

（1-1）

这种估算只能用来确定在一次试验之后是否还需要继续进行更长时间的试验。

对于试验工厂和生产厂中的试验，时间最少为两周，最好是一个月以上。

在自然环境中通常腐蚀速度很低，有时需要好些年才能提供确定的结果。

在海水、河水、大气和土壤等现场暴露试验过程中，须在不同的时间间隔后逐批取出试片，进行检查和评定。

通常规定顺序取片的时间间隔每次要加倍，如取样时间可以是1、3、7、15、31等（时间单位可为年、月、天或小时）。

Wachter和Treseder提出了一套实验室中评价时间对金属腐蚀和环境腐蚀性影响的方法，即分段试验法。

图12-1-1为分段试验法的原理图。

把若干相同的试样置于同一介质中进行腐蚀试验，在总试验时间（t+1）内试验条件保持恒定。

A1、At和At+1分别表示各试样在相应时间内的腐蚀量；B表示新试样在经过试验时间t后的溶液中暴露单位时间的腐蚀量；A2=At+1-At，由计算得到，表示已在介质中暴露t时刻的试样在t→t+1这个单位时间间隔内的腐蚀量。

单位时间间隔通常为1天，总试验周期（t+1）一般为几天。

图12-1-1分段试验法原理图

根据A1和B的相互关系可知介质腐蚀性的变化：

根据A2和B的相互关系可知金属腐蚀速度的变化；根据试验测定的A1、A2和B的相互关系，可综合表达出该腐蚀试验中的介质腐蚀性和金属腐蚀速度随时间的变化规律，详见表12-1-1。

表12-1-1分段试验法揭示的腐蚀变化

序号

介质的侵蚀性

金属的腐蚀率

判据

1

不变

不变

A1=A2=B

2

不变

减小

A2

3

不变

增大

A1=B

4

减小

不变

A2=B

5

减小

减小

A2

6

减小

增大

A1>B

7

增大

不变

A1

8

增大

减小

A1A2

9

增大

增大

A1

第二章常用腐蚀评定方法

第一节表观检查与质量法

一、表观检查

这是一种定性的检查评定方法，有时也可以给出一些定量数据，又可以作为其他评定方法的重要补充。

宏观检查就是用肉眼或低倍放大镜对金属材料在腐蚀前后及去除腐蚀产物前后的形态进行仔细的观察和检查。

宏观检查方便简捷，能够初步确定金属材料的腐蚀形态、类型、程度和部位。

显微检查就是对受腐蚀试样进行金相检查或断口分析，或者用扫描电镜、透射电镜、电子探针、俄歇谱仪等作微观组织结构和相成分的分析，据此可研究细微的腐蚀特征和腐蚀过程动力学。

对于定性的表观检查来说，腐蚀程度的评定及腐蚀特征的表述明显地受到人为因素的影响，具有主观随意性。

一些组织和个人做了多方努力，以期建立统一的标准评定方法，其中有代表性的工作包括Champion提出的标准样图（图12-2-1）。

图12-2-1表观检查Champion标准样图

二、质量法

质量法是最基本的腐蚀定量评定方法，是以单位时间内、单位面积上由腐蚀而引起的材料质量变化来评价腐蚀的。

质量法又分为质量增加法和质量减少法两种。

质量增加法适用于腐蚀产物全部牢固地附着在金属上的情况。

当腐蚀产物具有恒定的组分时，就能在同一试样上连续或周期性地测量质量增加，获得完整的腐蚀-时间曲线，因而适用于研究腐蚀随时间的变化规律。

质量增加法可用于评定全面腐蚀和晶间腐蚀，但不适于评定其他类型的局部腐蚀。

质量增加法获得的数具有间接性，即数据中包括腐蚀产物的质量。

要知道被腐蚀金属的量，还需根据腐蚀产物的化学组成进行换算。

质量损失法是一种简单而直接的腐蚀测量方法。

它要求在腐蚀试验后全部清除腐蚀产物后再称量样品的终态质量，因此根据试验前后样品质量计算得到的质量损失直接表示了由于腐蚀而损失的金属量，不需要按腐蚀产物的化学组成进行换算。

对于质量损失法，腐蚀试验后须清除试样表面的腐蚀产物。

去除腐蚀产物可采用机械法、化学法或电化学法。

无论采用哪种方法，原则是既要彻底去除腐蚀产物，又不能损伤金属基材本身。

根据试验前后样品质量变化，可按（2-1）式计算平均腐蚀速度：

V=（m0-m1-m2）/At

m0——试样的原始质量，g；

m1——腐蚀试验后清除腐蚀产物后试样的质量，g；

m2——清除腐蚀产物时，同样材料、同样尺寸的空白试样的校正质量损失；

A——试样暴露面积，m2；

t——试验周期，h。

用质量损失法计算得到的腐蚀速度是材料在试验期间的平均腐蚀速度，而不是瞬时腐蚀速度。

质量损失法主要适用于全面腐蚀的评价，而对于高度选择性的腐蚀则是不适用的。

第二节失厚测量与孔蚀深度测量

对于设备和大型试样等不便于使用质量法的情况，或者为了了解局部腐蚀情况，可以测量试件的腐蚀失厚或孔蚀深度。

测量腐蚀前后或腐蚀过程中某两个时刻的试件厚度，可直接得到腐蚀损失量，单位时间内的腐蚀失厚即为腐蚀率（mm/a）。

可用一些计量工具和仪器装置直接测量试件厚度。

此外，材料厚度的变化往往导致一些其他性质的变化，根据这些性质变化与厚度间的关系发展出许多无损测厚方法，如涡流法、超声波法、射线照相法和电阻法等。

常用测量孔蚀深度的方法有：

金相法、微米规法、机械切削法和显微镜法。

为了表示孔蚀严重程度，应综合评定孔蚀密度、蚀孔直径和孔蚀深度。

前两项指标表征孔蚀范围，而后一项指标则表征孔蚀强度。

相比之下，后者更具实际意义。

为此，经常测量面积为1dm2的试样上蚀孔深度最大的10个孔，并根据最大蚀孔深度和平均蚀孔深度来表征孔蚀的严重程度。

有时也可用孔蚀系数来说明孔蚀的严重程度。

第三节气体容量法与电阻法

一、气体容量法

对于析氢或吸氧（耗氧）腐蚀过程，可通过测量一定时间内的析氢量或耗氧量来计算金属的腐蚀速度。

这种方法称为容量法。

容量法测量装置简单可靠，测量灵敏度较质量法高。

由于不必像质量损失法那样需清除腐蚀产物，所以可以跟踪腐蚀过程，测得腐蚀量与时间之间的连续关系曲线。

用容量法测定金属腐蚀速度要求析氢或吸氧量与金属溶解的量之间存在确定的化学计量比关系。

二、电阻法

电阻法是一种电学方法。

根据材料腐蚀前后电阻的变化可得到许多有关材料腐蚀的信息，如了解晶间腐蚀或氢腐蚀的情况；检测腐蚀导致的材料厚度变化；测定金属腐蚀速度等。

电阻法测定金属腐蚀速度是根据腐蚀使金属试样横截面积减小，从而导致电阻增大的原理。

通过测量腐蚀过程中金属电阻的变化而求出金属的腐蚀量和腐蚀速度。

要准确测量金属腐蚀试样的电阻变化，应采用精确的电桥法。

由于金属的电阻对温度变化敏感，测量技术中应解决温度补偿问题。

电阻法测定腐蚀信息不受腐蚀介质的限制，即不管介质是气相还是液相，导电或是不导电，均可应用。

测量过程中不必取出试样和清除腐蚀产物，因此可以在生产过程中或自然环境中进行连续检测，可测定腐蚀随时间变化的曲线。

第四节力学性能与腐蚀评定

腐蚀作用会使材料的力学性能发生变化，从而可通过测定力学性能变化来评定腐蚀作用。

为评价全面腐蚀作用，一般用腐蚀前后材料的力学性能（如抗拉强度和延伸率）变化的相对百分率，或剩余百分率表示，并应注明腐蚀试验时间t，如：

（时间t）（2-2）

（时间t）（2-3）

式中Ks——强度损失百分率；

Ks′———剩余强度百分率；

δb0和δb1———腐蚀前后试样的抗拉强度。

局部腐蚀类型很多，对于孔蚀和缝隙腐蚀可参照腐蚀前后材料力学性能变化的方法予以评定。

为评定应力腐蚀敏感性，通常有两种测定方法：

①把加载应力的试样在腐蚀介质中暴露指定时间后测定剩余力学性能；②把加载应力的试样在腐蚀介质中暴露直至试样断裂，记录总暴露时间（寿命）。

通过测量试样在不同加载应力下的寿命，可以确定材料在该体系中应力腐蚀的临界应力δth。

对于腐蚀疲劳，主要的测量参数是试样直至断裂的应力循环周次（寿命）。

在δ-N腐蚀疲劳曲线上，通常取对应于某一指定腐蚀疲劳寿命（如疲劳循环周次N=107）的应力幅值为腐蚀疲劳临界应力δth。

利用断裂力学研究应力腐蚀和腐蚀疲劳，可以确定应力腐蚀和腐蚀疲劳的临界应力场强度因子KISCC和ΔKISCC，还可以确定应力腐蚀裂纹扩展速率da/dt和腐蚀疲劳裂纹扩展速度da/dN。

第五节溶液分析与指示剂法

当金属的腐蚀产物完全溶解于介质中时，可通过对试验溶液的定量化学分析求得某时刻的腐蚀速度，并有可能通过实时检测获得一条腐蚀量-时间关系曲线。

化学分析还是一种重要的工业腐蚀监控方法。

极谱分析、离子选择性电极和原子吸收光谱等技术均被用于溶液分析。

指示剂法是利用某些化学试剂组成的指示剂与腐蚀产物（金属离子、OH-、H+等）反应产生的特定颜色，确定腐蚀金属表面上的阳极区和阴极区以及受腐蚀的局部区域和状态类型。

第三章电化学测试技术

基于大多数腐蚀的电化学本质，电化学测试技术在腐蚀机理研究、腐蚀试验及工业腐蚀监控中得到广泛应用。

电化学测试技术是一种“原位”（insitu）测量技术，测定的都是瞬时的腐蚀信息，并能连续地跟踪金属电极表面状况的变化。

电化学测试技术是一类快速测量方法，测试的灵敏度也较高。

第一节电极电位测量

电极电位是腐蚀金属电极的一个重要的热力学参数，在研究金属腐蚀行为及分析腐蚀过程时具有重要意义。

金属腐蚀研究中的电位测量一般有两类：

①测量无外加电流作用时的自然腐蚀电位及其随时间的变化；②测量金属在外加电流作用下的极化电位及其随电流或随时间的变化。

至今尚无法测定单个金属电极的绝对电极电位值，但电池的电动势是可以精确测定的。

只要将所研究的工作电极与另一参比电极组成原电池，测量其电动势，即可确定研究电极的相对电极电位。

参比电极应该是自身电位稳定的不极化或难极化的电极体系。

国际上统一将标准氢电极的电极电位规定为零，并将其作为参比电极。

但在实际测量时，经常采用比较方便的甘汞电极、氯化银电极、硫酸铜电极等作为参比电极。

电极电位的测量比较简单，图12-3-1是没有外加极化时测量电极电位的装置示意图。

图中盐桥的作用是减小液体接界电位和避免对溶液的污染。

图中的电位测量仪表应具有高输入阻抗，因为电位测量回路中流过电流将造成电极的极化而引起误差。

可用于电位测量的仪表有：

直流数字电压表、运算放大器构成的高阻电压表、晶体管高阻电压表、直流电位差计等。

此外，pH计和各种离子计也可用于测量电位。

图12-3-1测量电极电位的装置

测定极化电位往往采用经典三电极体系，此时由于极化电流流经研究电极和参比电极之间的溶液而产生欧姆电压降，它们将会包括在实测电位中造成误差。

消除溶液欧姆压降的方法较多，例如用桥式电路或正反馈线路消除或补偿欧姆压降；采用断电流法，在电流间断的瞬间测量电极电位；测试系统中改进鲁金毛细管的形状和位置等。

微区电位测量主要用于局部腐蚀研究，其关键部件是微参比电极。

用于腐蚀研究的微参比电极有两类：

一类是金属微电极；另一类是非极化微参比电极。

第二节极化曲线与腐蚀速度测定

一、原理及测量技术

极化曲线测量技术按给定和控制的激励信号的类型，一般可分为控制电位法和控制电流法两大类。

控制电位法是以电位为自变量（激励信号是电位），电流为因变量（响应信号）。

测试时，按规定的程序控制电位的变化，并测定极化电流随电位变化的函数关系。

控制电位可以用人工手动控制，使电位逐点按台阶形式改变；也可以利用机械或电子或扫描电压发生装置控制电位线性变化。

一些微机化的恒电位仪可由微机设定程序控制参数变化并自动记录数据和绘制极化曲线。

控制电流法是以电流为自变量，遵循规定的电流变化程序，测定相应的电极电位随电流变化的函数关系。

极化曲线的测定又可分为稳态法和暂态法。

稳态法测量中对应于激励信号的每一次改变都要停留足够长的时间，记录系统达到稳态后的响应值。

稳态极化曲线中的电流全部是电化学反应产生的法拉第电流。

稳态极化曲线是通过经典的步阶法测量得到的，测量一条极化曲线需要很长的时间。

电极未达到稳态以前的状态称为暂态。

如果极化曲线测量过程中激励信号改变很快，没有足够的时间停留待系统达到稳态，则根据暂态响应做出的极化曲线即为暂态极化曲线。

暂态极化曲线的形状与时间因素有关，测试频率不同，极化曲线的形状也不同。

暂态极化曲线测量耗时短，便于实现自动测量，其结果往往可用于相对比较。

测量极化曲线的基本系统包括极化电源（最常用的是恒电位仪）、电解池和电极系统。

由于需要同时测定研究电极上流过的电流和电极电位，为此常采用三电极体系。

该三电极体系构成两个回路，即极化回路和电位检测回路。

先进的恒电位仪可与微机联机实现极化曲线的全自动测量。

二、线性极化技术

（1）线性极化技术原理对于活化极化控制的腐蚀体系，当自然腐蚀电位距两个局部反应的平衡电位甚远时，描述极化电流I与电极电位E的基本方程式为：

（3-1）

在Ek处将（3-1）式对I求导，得到：

（3-2）

这就是极化阻力方