通過(guò)測(cè)量交流試片上的交流電流,再除以試片的表面積,即可得到交流電流密度。一般采用零電阻電流表(ZRA)或具有交流測(cè)量功能的電化學(xué)工作站來(lái)測(cè)量電流。
零電阻電流表或電化學(xué)工作站:用于精確測(cè)量交流電流。
參比電極:如飽和甘汞電極(SCE)或銀 / 氯化銀電極(Ag/AgCl),用于提供穩(wěn)定的電位基準(zhǔn),以測(cè)量試片相對(duì)于該基準(zhǔn)的電位。
測(cè)試導(dǎo)線:用于連接試片、零電阻電流表(或電化學(xué)工作站)和參比電極,確保電路連接良好。
輔助電極:一般為鉑電極或石墨電極,與試片和參比電極共同構(gòu)成電化學(xué)測(cè)量回路。
安裝與連接:將交流試片按照規(guī)定要求安裝在被測(cè)試的金屬結(jié)構(gòu)附近,確保其與周圍環(huán)境充分接觸且與金屬結(jié)構(gòu)電絕緣。用測(cè)試導(dǎo)線將試片連接到零電阻電流表的一個(gè)輸入端,將輔助電極連接到零電阻電流表的另一個(gè)輸入端,同時(shí)將參比電極通過(guò)導(dǎo)線連接到測(cè)量電位的通道上。
設(shè)置儀器參數(shù):根據(jù)試片的材料和預(yù)期的電流范圍,在零電阻電流表或電化學(xué)工作站上設(shè)置合適的測(cè)量參數(shù),如測(cè)量量程、測(cè)量頻率等。對(duì)于交流電流測(cè)量,通常需要選擇能夠準(zhǔn)確測(cè)量低頻交流信號(hào)的設(shè)置。
進(jìn)行測(cè)量:待試片在環(huán)境中穩(wěn)定一段時(shí)間(通常需要數(shù)分鐘至數(shù)小時(shí),以確保達(dá)到穩(wěn)定的電化學(xué)狀態(tài))后,啟動(dòng)測(cè)量?jī)x器,記錄下試片上的交流電流值。同時(shí),使用參比電極測(cè)量試片的交流電位,以評(píng)估試片所處的電化學(xué)狀態(tài)。
計(jì)算電流密度:測(cè)量試片的表面積,然后將測(cè)量得到的交流電流值除以試片的表面積,即可得到交流電流密度。例如,如果測(cè)量得到的交流電流為I(單位為安培),試片的表面積為A(單位為平方米),則交流電流密度J=I/A(單位為安培每平方米)。
電極選擇與維護(hù):參比電極和輔助電極的性能對(duì)測(cè)量結(jié)果有重要影響。要選擇合適的參比電極,并定期檢查其電位穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。輔助電極應(yīng)具有良好的導(dǎo)電性和化學(xué)穩(wěn)定性,避免在測(cè)量過(guò)程中發(fā)生腐蝕或其他化學(xué)反應(yīng)而影響測(cè)量結(jié)果。
環(huán)境因素影響:環(huán)境溫度、濕度、土壤電阻率等因素會(huì)影響交流電流密度的測(cè)量結(jié)果。在測(cè)量過(guò)程中,應(yīng)盡量保持環(huán)境條件的穩(wěn)定,并記錄環(huán)境參數(shù),以便對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行必要的修正。
測(cè)量頻率選擇:不同的交流干擾源可能具有不同的頻率特性,因此在測(cè)量交流電流密度時(shí),需要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的測(cè)量頻率。一般來(lái)說(shuō),應(yīng)選擇能夠反映主要交流干擾頻率成分的測(cè)量頻率,以準(zhǔn)確評(píng)估交流干擾對(duì)試片的影響。
多次測(cè)量與平均值計(jì)算:為了提高測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性,應(yīng)進(jìn)行多次測(cè)量,并計(jì)算平均值。同時(shí),分析測(cè)量數(shù)據(jù)的離散性,判斷測(cè)量結(jié)果的可信度。如果數(shù)據(jù)離散性較大,需要檢查測(cè)量過(guò)程中是否存在異常情況,并重新進(jìn)行測(cè)量。