電化學工作站原理

    電化學是研究電和化學反應(yīng)相互關(guān)系的科學。電和化學反應(yīng)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(xiàn)，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(zhì)構(gòu)成，因而電化學的研究內(nèi)容應(yīng)包括兩個方面：一是電解質(zhì)的研究，即電解質(zhì)學，其中包括電解質(zhì)的導(dǎo)電性質(zhì)、離子的傳輸性質(zhì)、參與反應(yīng)離子的平衡性質(zhì)等，其中電解質(zhì)溶液的物理化學研究常稱作電解質(zhì)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(zhì)和通電后的極化性質(zhì)，也就是電極和電解質(zhì)界面上的電化學行為。電解質(zhì)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(zhì)結(jié)構(gòu)。
　　1791年伽伐尼發(fā)表了金屬能使蛙腿肌肉抽縮的“動物電”現(xiàn)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(chǔ)上發(fā)明了用不同的金屬片夾濕紙組成的“電堆”，即現(xiàn)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(xiàn)為電化學奠定了定量基礎(chǔ)。
　　19世紀下半葉，經(jīng)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(dǎo)出了參與電極反應(yīng)的物質(zhì)濃度與電極電勢的關(guān)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(zhì)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(shù)的應(yīng)用和發(fā)展、電化學方法與光學和表面技術(shù)的聯(lián)用，使人們可以研究快速和復(fù)雜的電極反應(yīng)，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(chǔ)的學科。它的應(yīng)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(chǔ)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(xiàn)象如肌肉運動、神經(jīng)的信息傳遞都涉及到電化學機理。應(yīng)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(nèi)置DDS數(shù)字信號合成器、高功率恒電位/恒電流儀、雙通道相關(guān)分析器和雙通道高速16bit /高精度24bit AD轉(zhuǎn)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(yīng)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(shè)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(shù)據(jù)/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(shù)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(shù)據(jù)分析功能，可對伏安曲線進行數(shù)字平滑、積分、微分運算，能對極化曲線進行電化學參數(shù)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。