白金箔が対極(CE)として主に選択されるのは、その優れた化学的不活性と卓越した導電性によるものです。TiSiCNコーティングの試験、特に3.5%NaCl溶液のような腐食環境下での試験において、白金は、溶解したり化学反応したりすることなく機能する安定した電流伝導体として機能し、電気化学セルの完全性を保証します。
対極は、実験の変数になることなく電気回路を完成させる必要があります。白金は、試験中に化学的に変化しないため、標準的な選択肢であり、測定されたすべての電気化学的活動が、試験対象のコーティングからのみ発生し、試験装置からは発生しないことを保証します。
化学的不活性の重要な役割
電極の溶解防止
TiSiCN試験に使用される3.5%NaCl溶液のような攻撃的な電解液では、より卑な金属は急速に腐食します。
白金箔はこれらの環境で安定しています。溶解に抵抗し、実験中に対極が物理的に劣化しないことを保証します。
寄生反応の排除
対極が電解液と反応すると、溶液の化学組成が変化し、試験結果が汚染されます。
白金は化学的に不活性であり、セル内で発生する化学反応に関与しません。
これにより、電気化学信号、特にインピーダンスデータと腐食電流が、コーティング表面(作用極)から完全に発生することが保証されます。
電気的安定性の確保
高い導電性
腐食試験に必要な電気化学反応を駆動するには、電子が回路内を自由に流れる必要があります。
白金は優れた導電性を持っています。この特性により、ハードウェアセットアップ自体の抵抗が最小限に抑えられます。
安定した電流伝送
信頼性の高いデータは、対極と作用極間の安定した電流の流れに依存します。
白金は、3極システム内での安定した電流伝送を保証します。この安定性は、腐食電位や電流密度データなどの重要な測定値の精度と再現性を維持するために必要です。
トレードオフの理解
コスト要因
白金は最高のデータ忠実度を提供しますが、貴金属であり、グラファイトやステンレス鋼などの代替品と比較してかなりの費用がかかります。
しかし、TiSiCNのような高度なコーティングの精密研究では、実験誤差の排除によってコストが正当化されます。
表面積の要件
対極が反応速度を制限しないようにするには、十分な表面積が必要です。
白金は、質量に対して大きな活性表面積を提供するため、箔状でよく使用され、対極が電流の流れのボトルネックになるのを防ぎます。
目標に合わせた適切な選択
電気化学的腐食試験を設定する際、電極の選択がデータの信頼性を決定します。
- データの精度が最優先事項の場合:白金箔に頼り、電流密度と電位の読み取り値が、電極反応生成物による干渉のない、コーティングの性能のみを反映するようにします。
- 攻撃的な媒体での試験が最優先事項の場合:白金を使用して、他の電極材料が溶解して試験を無効にする可能性のある過酷な環境(NaCl、HCl、H2SO4など)に耐えます。
白金箔の使用は、対極を潜在的な変数から定数に変え、TiSiCNコーティングの真の挙動を分離することを可能にします。
概要表:
| 特徴 | TiSiCN試験における利点 |
|---|---|
| 化学的不活性 | 3.5%NaClにおける電極の溶解と電解液の汚染を防ぎます。 |
| 高導電性 | 安定した電流伝送を保証し、内部抵抗を最小限に抑えます。 |
| 材料の安定性 | 測定された電気化学信号がコーティングからのみ発生することを保証します。 |
| 箔形状 | 反応速度のボトルネックを防ぐために大きな表面積を提供します。 |
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参考文献
- M.N. Mirzayev, Alina Vlădescu. TiSiCN as Coatings Resistant to Corrosion and Neutron Activation. DOI: 10.3390/ma16051835
この記事は、以下の技術情報にも基づいています Kintek Solution ナレッジベース .