電化學工作站原理

    電化學是研究電和化學反應相互關系的科學。電和化學反應相互作用可通過電池來完成，也可利用高壓靜電放電來實現，二者統(tǒng)稱電化學，后者為電化學的一個分支，稱放電化學。因而電化學往往專指“電池的科學”。
　　電池由兩個電極和電極之間的電解質構成，因而電化學的研究內容應包括兩個方面：一是電解質的研究，即電解質學，其中包括電解質的導電性質、離子的傳輸性質、參與反應離子的平衡性質等，其中電解質溶液的物理化學研究常稱作電解質溶液理論；另一方面是電極的研究，即電極學，其中包括電極的平衡性質和通電后的極化性質，也就是電極和電解質界面上的電化學行為。電解質學和電極學的研究都會涉及到化學熱力學、化學動力學和物質結構。
　　1791年伽伐尼發(fā)表了金屬能使蛙腿肌肉抽縮的“動物電”現象，一般認為這是電化學的起源。1799年伏打在伽伐尼工作的基礎上發(fā)明了用不同的金屬片夾濕紙組成的“電堆”，即現今所謂“伏打堆”。這是化學電源的雛型。在直流電機發(fā)明以前，各種化學電源是*能提供恒穩(wěn)電流的電源。1834年法拉第電解定律的發(fā)現為電化學奠定了定量基礎。
　　19世紀下半葉，經過赫爾姆霍茲和吉布斯的工作，賦于電池的“起電力”（今稱“電動勢”）以明確的熱力學含義；1889年能斯特用熱力學導出了參與電極反應的物質濃度與電極電勢的關系，即的能斯脫公式；1923年德拜和休克爾提出了人們普遍接受的強電解質稀溶液靜電理論，大大促進了電化學在理論探討和實驗方法方面的發(fā)展。
　　20世紀40年代以后，電化學暫態(tài)技術的應用和發(fā)展、電化學方法與光學和表面技術的聯用，使人們可以研究快速和復雜的電極反應，可提供電極界面上分子的信息。電化學一直是物理化學中比較活躍的分支學科，它的發(fā)展與固體物理、催化、生命科學等學科的發(fā)展相互促進、相互滲透。
　　在物理化學的眾多分支中，電化學是*以大工業(yè)為基礎的學科。它的應用主要有：電解工業(yè)，其中的氯堿工業(yè)是僅次于合成氨和硫酸的無機物基礎工業(yè)；鋁、鈉等輕金屬的冶煉，銅、鋅等的精煉也都用的是電解法；機械工業(yè)使用電鍍、電拋光、電泳涂漆等來完成部件的表面精整；環(huán)境保護可用電滲析的方法除去氰離子、鉻離子等污染物；化學電源；金屬的防腐蝕問題，大部分金屬腐蝕是電化學腐蝕問題；許多生命現象如肌肉運動、神經的信息傳遞都涉及到電化學機理。應用電化學原理發(fā)展起來的各種電化學分析法已成為實驗室和工業(yè)監(jiān)控的*的手段。
       CS系列電化學工作站由高速MCU、高精度FET集成電路組成，內置DDS數字信號合成器、高功率恒電位/恒電流儀、雙通道相關分析器和雙通道高速16bit /高精度24bit AD轉換器。能完成線性掃描循環(huán)伏安（CV）、階梯波循環(huán)伏安（SCV）、方波循環(huán)伏安（SWV）、差分脈沖伏安（DPV）和常規(guī)脈沖伏安（NPV）以及差分常規(guī)脈沖伏安（DNPV）等電分析方法；還可以完成恒電流（位）極化、動電位（流）掃描、任意恒電流（位）方波，多恒電流（位）階躍、零電阻模式電化學噪聲（電偶電流）、電化學阻抗（EIS）等電化學測試等功能。
       CS系列電化學工作站包括多種型號（CS120，CS150，CS300，CS330，CS310，CS350，CS360），可用于較大電流和較高槽壓的電化學測量和應用，例如電池、電分析、腐蝕、電解、電鍍等。儀器的電流輸出范圍為±2A，槽壓為±21V。電壓控制范圍：±10V；電流控制范圍：±2.0A；電流測量下限為10pA。
CorrTest測試軟件是CS電化學工作站的控制平臺，軟件基于Windows98/ 2000/ XP操作系統(tǒng)，并遵守Windows軟件設計規(guī)則，易于安裝和使用。軟件包括文件管理、實驗方法管理、多坐標圖形顯示和縮放、數據/圖形的存貯/打印以及交互式幫助等。軟件具有良好的用戶界面，命令窗口所用的詞匯與通用的電化學術語保持一致，全中文菜單和界面，方便用戶的教學和科研工作。
        CorrTest測試軟件還具有特別針對材料和腐蝕電化學的實驗方法，包括鈍化曲線自動或人工反掃，電化學再活化法，溶液電阻（IR降）測量和補償法。Corrtest分析軟件則具有*的數據分析功能，可對伏安曲線進行數字平滑、積分、微分運算，能對極化曲線進行電化學參數解析，包括極化電阻Rp，Tafel斜率ba，bc，腐蝕電流密度icorr，腐蝕速率計算等，還可計算噪聲電阻Rn和功率譜，并可將圖形以矢量方式拷貝到Microsoft Word 文檔中。