介绍  

多年来研究人员对确定有机隔绝涂层功效的加速测试 

方法感兴趣。最早发表的技术之一是由Martin Kendig等人开发的涂层快速电化学评估（REAP）。论文中阐 述了一种方法来预估涂层样品失效的时间。该方法在 评估过程中运用了电化学方法和盐雾方法。最近，ISO（国际标准化组织）开发了一种纯电化学方 法来评估，对样品进行阴极极化，作为应力机制诱导 涂层样品失效。每次极化后，用 EIS 来评估涂层质量 。该 ISO 标准是油漆和清漆部分的 ISO17463，称为“ 通过加速循环电化学技术（ACET）测定有机涂层防腐 性能的指南”。具体过程如下：在开路电位下进行 EIS 测试，对涂层进行初步评估（如果由于涂层的阻隔性能无法测出开路电位，则将直流电位固定在基底金属 在测试溶液中的开路电位）；在此之后进行涂层阴极 极化过程，电位范围在-2~-4V VS ESCE，确切电位值 取决于涂层的阻隔性能，涂层越好，电位越负。建议 电位至少-1V VS Eocp。极化时间持续 2 至 6 分钟。 极化完成后，让样品弛豫（即表面没有极化）至少3小时，在此期间测试开路电位。如果电位在3小时周期结束之前稳定，则开始下一段阶段，包括在新的开 路电位下进行 EIS 测试。阴极极化、弛豫和 EIS 测试 3 个步骤按此顺序重复至多 6 次。 Gamry 测试 阻隔涂层的 EIS 测试是最难的，因为要测量的高阻抗 值所需仪器能够测量出非常小的电流。Gamry  Reference 6+型号是市场上灵敏的电化学工作站之 一，可以测量到 1-15 A 及以下电流。这一电流水平 相当于在低频时高达 1T ohm 的阻抗值。在抵消直流电 流电平并将所得信号（增益）乘以1倍后，电化学工作站的有效分辨率高达 22 位。 通过Gamry 序列测试功能，可以以排序和循环的方式 构建和自动执行 ACET3 个测试步骤。使用的测试步骤 为 Potentiostatic EIS，Potentiostatic 和 Open  Circuit Potential。

序列的操作如下：测试开路电位，直到电位稳定。开路稳定后测试涂层样品初始状态下的EIS。接着该序列将进行6次循环测试：恒电位极化是第一步，然后在弛豫时间进行开路电位测试，最后再进行EIS测试。实验部分测试使用Gamry涂层测试电解池（PTC1），带有涂层的金属试样作为样品，表面贴附Portholes膜，用来固定暴露面积。暴露面积为10cm2。参比电极是银氯化银电极，对电极是石墨棒。整个样品和电解池放置在接地的法拉第笼中，以确保测试体系不受外部环境电磁干扰。测试溶液为标准规定的3.5%NaCl溶液。

图 2: 电解池设置

测试结果

图 3: 6 次恒电位极化重叠数据 

恒电位极化的结果表明连续施加阴极极化对涂层是有影响的。施加的极化电位为-4VVSEAg/AgCl，持续1200秒。随后的每一次电位施加，测得的电流逐渐增大，表明涂层逐渐分解，使得更大的电流通过。图4是每一次恒电位极化后弛豫过程中开路电位变化。

图 4: 6 次循环的开路电位变化 

每次开路测试结束时进行EIS测试。每次测试施加的电位都是开路电位测试的最终电位。图5显示6次EIS测试的Bode叠加图。低频阻抗模值随着循环圈数增加有小幅降低（如箭头方向所示），表明阴极极化导致涂层分解。 

图 5 :6 次 EIS 测试的 Bode 图 

结论 

GamryReference620型号电化学工作站，结合序列测试功能，能够完成加速信号电化学