طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی
طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (به انگلیسی: Electrochemical Impedance Spectroscopy، EIS) یکی از روش‌های بررسی سرعت خوردگی است. اساس کار این روش اندازه‌گیری امپدانس جریان متناوب در دامنه‌ای از فرکانس است.[۱]
روش کار
چند شیوه برای انجام این آزمون وجود دارد.
پتناسیل ثابت در این روش پتانسیل کوچکی به صورت متغیر با زمان در حدود مقدار Ecorr به نمونه اعمال شده و Iex اندازه‌گیری شده و امپدانس سیستم و زاویه فاز امپدانس تعیین میشود. این کمیت‌ها در ارتباط با فرایندهای الکتروشیمیایی، شیمیایی و فیزیکی پیل تفسیر می‌شوند.
بسامد ثابت در این روش بسامد ثابتی انتخاب میشود و پتانسیل روبش میکند.
گالوانی در این آزمایش جریان ثابتی انتخاب میشود و بسامد تغییر میکند.
تاریخچه
واربورگ[۲] اولین کسی بود که مفهوم امپدانس را به سیستم‌های الکتروشیمیایی توسعه داد.[۳] اما Epelboin و همکارانشان برای اولین بار در دهه ۱۹۶۰ میلادی آنالیز سیستم دینامیک مدرن را معرفی کردند.[۴] مانسفلد و کندیگ اولین کسانی بودند که اصطلاح «طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی» را در مقالهٔ خود بکار بردند.[۵]
شیوه های نمایش نتایج
دو نوع مرسوم شیوه نمایش نتایج Z , 'Z نسبت به هم و شیوه نمایش بُد است.
کاربردها
از کاربردهای طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:
- خوردگی
تعیین سرعت، بررسی پوشش‌ها و ممانعت‌کننده‌ها و بررسی لایهٔ پسیو[۶][۷][۸]
- پیل‌ها
مقدار شارژ، انتخاب مواد و طراحی الکترود[۹][۱۰]
- پوشش‌دهی الکتریکی
فرمول حمام پوشش، پیش‌عملیات سطحی، مکانیزم پوشش‌دهی و بررسی خصوصیات رسوب[۱۱][۱۲]
- نیمه‌رساناها
جستارهای وابسته
منابع
- ↑ E.E. Stanbury and R.A. Buchanan, Fundamentals of Electrochemical Corrosion, Materials Park, OH, ASM International, 2000.
- ↑ Warburg
- ↑ Digby D. Macdonald, Reflections on the history of electrochemical impedance spectroscopy, Electrochimica Acta, 51, 1376-1388, 2006. doi:10.1016/j.electacta.2005.02.107
- ↑ I. Epelboin, C. Gabrielli and M. Keddam, Non-steady state technique in Comprehensive Treatise of Electrochemistry (E. Yeager, J.O'M. Bockris, B.E. Conway and S. Sarangapani, eds.) Vol. 9, p 62. , Plenum Press, New York, 1984.
- ↑ F. Mansfeld, M. W. Kendig, Electrochemical Impedance Spectroscopy of protective coatings, Werkstoffe und Korrosion, 36 473 - 483, 1985. doi:10.1002/maco.19850361102
- ↑ Mansfeld, F. , Recording and Analysis of AC Impedance Data for Corrosion Studies: 1. Background and Methods for Analysis, Corrosion, 37, 301-307, 1981.
- ↑ Mansfeld, F. ; Kendig, M. W. ; Tsai, S. Recording and Analysis of AC Impedance Data for Corrosion Studies: 1. Experimental Approach and Results, Corrosion, 38, 570-580, 1982.
- ↑ Cahan, B. D. ; Chen, C. T. Me Nature of the Passive Film on Iron: II. Impedance Studies, J. Electrochem. Soc. , 129, 474-480, 1982.
- ↑ Casson, P. ; Hampson, N. A. ; Willors, M. J. Fundamentals of Lead-Acid Cells: Part VII. The A. C. Response of Lead Dioxide Electrodes in Sulfuric Acid, J. Electroanal. Chern. , 97, 21- 32, 1979.
- ↑ McBreen, J. et al. Zinc Electrode Morphology in Alkaline Solutions: 11. Study of Alternating Charging Current Modulation on Pasted Zinc Battery Electrodes, J. Electrochem. Soc. , 130, 1641-1645, 1983.
- ↑ Epelboin, I. ; Joussellin, M. ; WiarL R. Impedance Measurements for Nickel Deposibon in Sulfate and Chloride Electrolytes, J. Appi. Electrochem. , 119, 61, 1981.
- ↑ Franceschetti, D. R. ; Macdonald, J. R. Small -Signal A-C Response Theory for Electrochromic Thin Films, J. Electrochem. Soc. , 129, 1754-1756, 1982.
- ↑ Etman, M. ; Koehler, C. ; Parsons, R. A Pulse Method for the Study of the Semiconductor-Electrolyte Interface, J. Electroanal. Chem. , 130, 57-67, 1981.
- ↑ Weber, M. F. ; Schumacher, L. C. ; Dignam, M. J. Effect of Hydrogen on the Dielectric and Photoelectrochemical Properties of Sputtered TiO2 Films, J. Electrochem. Soc. , 129, 2022-2028, 1982.
منابعی برای مطالعه بیشتر
- Mark E. Orazem, Bernard Tribollet, Electrochemical Impedance Spectroscopy, Wiley-Interscience, 2008. ISBN 0-470-04140-4