金属材料表面性能的电化学阻抗谱综合分析方法

专利名称：金属材料表面性能的电化学阻抗谱综合分析方法
技术领域：
本发明涉及一种分析在不同因素的影响下金属材料表面性能的电化学阻抗谱综合分析方法，从而鉴别金属样品表面状态的差异，这些不同影响因素包括预处理条件、腐蚀电位、电介质浓度和组成、体系温度和样品浸泡时间，而样品性能的差异包括清洁度、润湿性、腐蚀活性、表面氧化膜或者预处理膜的介电性质、膜的完整与致密性。
背景技术：
在许多情况下需要方便、快捷的方法综合评价金属材料的表面性能，例如化成箔生产流程的各个环节，涂层、焊接或者电镀行业中金属材料表面预处理效果与质量的监测与控制，电池行业中导电极板的表面性能及其与活性材料之间的粘结力，硅烷预处理金属最佳工艺条件的筛选和评价等，以及其它与金属材料有关的研究与开发领域。
目前并不缺少评价金属材料表面性能的方法。有关的宏观方法有，评价表面润湿性可以采用润湿角，评价腐蚀活性可以采用极化曲线和表面观察等。相关的微观方法有微电极动态扫描测量表面电位的分布，椭圆光度法(Ellipsometry)测量表面膜厚度，扫描电镜、俄歇电子能谱(Auger electronspectroscopy，AES)和原子力显微镜等可以表征微观形貌及其变化，利用X射线光电子谱(X-ray photoelectron spectroscopy，XPS)、傅立叶红外变换和反射吸收-红外光谱等方法表征膜的化学结构及其变化，等等。
上述诸多方法虽然能从不同角度提供金属材料表面性能的信息，但也存在一些无法弥补的缺陷，一是某些大型仪器价格高难以普及；二是某些检测方法样品的制备过程复杂、费时、具有破坏性，不便于现场连续监测表面性能随时间的变化；三是一种方法通常仅能表征一种性能，不能进行多性能的综合评价；四是金属材料表面性能中最重要的是电化学性质，故电化学表征方法是最基本的表征方法，不能用其它方法取代；五是在电化学方法中，极化曲线等对样品具有破坏性，且扰动信号形式单一，难以分离扩散的影响，因而能提供的信息有限，并且不适合评价金属表面膜、润湿性等。
电化学阻抗谱可以在腐蚀体系中连续监测金属材料表面状态的变化，测量条件简单、易得，无破坏性，而且能同时评价润湿性(通过界面电容)、腐蚀阻力等宏观表面的基本性能，给出有关变化机理的丰富信息，在表征金属材料表面性能中有重要的潜在优势，是一个很有前景的表征材料表面性能的重要手段，受到国内外研究者诸多关注。目前最常用的谱图解析方法是采用固定结构的等效电路模型，并且公认可以用等效电阻元件表征金属材料表面的电化学反应阻力，用等效电容元件表征其表面双电层或者表面膜厚度、空隙率、介电常数等有关性质并且，可以采用平板电容器的定义描述此等效电容C=ϵ0ϵrAd]]>，其中ε0是真空介电常数，εr，是相对介电常数，A为电极面积，d为平板电容模型极板之间的距离。
尽管可以用等效元件表征金属材料表面性能，然而确定这些等效元件的方法并非显而易见，而且一条谱线可以对应多个等效电路模型，显然采用不同的等效电路模型得到不同的分析结果。另外，表面的润湿性、电化学活性、腐蚀产物等多种因素对阻抗分量的影响不同，导致阻抗谱形貌多变，而建立固定结构等效电路模型的依据之一是阻抗谱形貌，即根据具体阻抗谱的特征，结合体系的物理意义确定合适的等效电路结构和参数数目，以期在物理意义比较明确的同时能有较满意的拟合结果。在此方法中，赋予每个等效元件一定的物理意义，并根据元件参数的变化评价体系性能及其变化规律。由于对不同特征的阻抗谱需要用不同结构的等效电路模型拟合，因而不能很好地解释与电路结构突变对应的体系变化中间过程。另外，即便根据阻抗谱的特征改变等效电路结构，也有相当一部分阻抗谱难以拟合。尤其需要指出的是目前在等效电路模型中广泛采用的CPE元件，虽然能够明显提高拟合精度，但它毕竟是一个表象的元件，是一个为吻合试验曲线而建立的数学式子，它的两个参数Y0和n意义比较含糊，至今仍在探讨之中，它们即非纯电容性，也非纯电阻性，其变化直接影响等效电路模型中其它电阻和电容元件的数值，在一定程度上混淆和掩盖了它们变化的根本原因和规律性，导致所得参数是多种影响因素共同作用的结果，并非能够如分析者所希望的客观、准确反映被研究体系的实际情况。由于不能从根本上找到并分离各种不同因素对阻抗谱形貌的影响，故建立的模型各式各样，直接影响了分析结果的客观性、规律性与可比性，以至在相当多的情况下解析参数与体系性能之间的关系并不明确，造成不同时间、不同体系的解析参数彼此交叉变化，常常需要10倍的差别才能进行比较，所得结果多为定性，甚至与体系性能矛盾。以上固定结构等效电路模型的弊病在相当大的程度上掩盖了电化学阻抗谱信息丰富、灵敏的优点，严重阻碍了将电化学阻抗谱作为一种独立的分析技术应用于科学研究和工业生产实际。
鉴于以上原因，目前在化成箔、电池、电镀、金属预处理等与金属材料有关的工业生产中，缺少在每个工艺环节现场跟踪检测金属材料表面性能变化的技术，通常仅能根据一定工序后的成品或者半成品的质量推测工艺条件的合适与否，对一些关键的生产环节缺乏合适的调整依据，具有相当大的盲目性。而在有关产品的研究开发过程中，由于对金属表面润湿性和电化学性能的变化缺乏合适、客观、灵敏的评价手段提供可靠的详细信息，也阻碍了研究开发工作的效率和明确性。

发明内容为了解决上述问题，本发明建立了一种表征金金属材料表面性能的电化学阻抗谱综合分析方法，本发明利用了电化学阻抗谱的灵敏性和信息的丰富性，以及mCRR传输线模型拟合、分析阻抗谱的客观性、通用性，从而能够客观、一致、灵敏地综合表征金属材料表面性质之间的差异，并用于指导生产实际；还可以通过改变测量条件，放大不同样品的电化学阻抗谱之间的差异，提高分析结果的灵敏度。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是一种金属材料表面性能的电化学阻抗谱综合分析方法，首先采用mCRR传输线模型拟合在满足因果性、稳定性和线性条件下测量的电化学阻抗谱，其中m为正整数，C和R分别表示纯电容和纯电阻；然后根据公式f*＝1/(2πCiRi)分别求出各Ci和Ri并联分支的特征频率f*，并作出在不同的系列研究条件下离散参数Ci和Ri随特征频率变化分布的对数图以及Ro随研究条件变化的图；最后，根据图的特征确定金属材料表面性能的差异。
对于不同条件下的金属材料样品的阻抗谱可以根据拟合方差和元件的相对误差确定分别确定其传输线模型的最佳m值。
对于不同样品、不同时间测量的阻抗谱，在满足拟合方差和元件相对误差小的情况下，最佳m值可以不同。
在确定最佳m值的mCRR模型中的元件Ro的数值与各金属材料样品表面腐蚀阻力的大小一致。
作最佳m值条件下mCRR传输线模型的离散参数Ci和Ri随特征频率fi*(f*＝1/(2πCiRi))变化的对数曲线，根据对数曲线及其变化特征表征金属表面状态的特征。
对于一些特定体系，当确定了最佳m值后，比较m、m+1、m-1所对应的不同长度的传输线模型的离散参数Ci和Ri随特征频率(fi*变化的对数曲线，可以发现腐蚀体系具有不随传输线模型的长度而变化的若干特征离散值。
在电池体系中这种特征离散值的个数很少，甚至没有，反映了体系内在特征的差异。
所述的对数曲线的变化特征包括(1)离散元件值随特征频率的分布值随时间的变化，(2)离散元件值随特征频率变化的速率，(3)离散元件随特征频率分布的极值的变化规律，(4)离散元件极值对应的特征频率的变化规律。
通过相配合的计算机软件，可以根据mCRR传输线模型自动确定与不同样品的阻抗谱对应的mCRR传输线模型的最佳m值，并自动处理、拟合、分析阻抗谱数据，最后给出金属材料表面性能差异的分析结果。
本发明的理论依据一是传输线模型适合于描述物质的传输过程，而传质过程普遍存在于所有电化学体系中，因而此模型对不同电化学体系具有普适性，能够分离各种条件下扩散过程的影响，同时揭示体系中影响扩散过程的因素差别，例如表面膜的阻挡性以及与电化学反应阻力的相对大小等。
本发明的理论依据二是离散元件出现极值是电荷传递阻力和扩散阻力两个串连过程影响因素作用相反的结果，即电荷传递阻力越小(电化学反应速率越大)，扩散阻力的重要性越明显，因而离散元件极值出现的特征频率越高，反之亦然。因而，离散元件极值和对应的特征频率能反映与此特征有关的体系重要性质本发明的理论依据三是由于模型中仅包含物理意义明确的电阻和电容元件，因而其离散参数数值的变化与金属表面性能差异之间的关系明确。
本发明的理论依据四是由于粗糙度的影响，金属的实际表面积是一个难以精确测量和控制的量，系列样品之间粗糙度的差异会直接影响电容和电阻分量的数值，但不影响电阻和电容的乘积，因而不影响特征频率。故用特征频率表征体系时可以不受粗糙度的干扰，提高了分析结果的明确性和规律性。
本发明的积极效果是利用电化学阻抗谱的灵敏性和信息的丰富性，以及mCRR传输线模型拟合、分析阻抗谱的客观性、通用性，从而客观、一致、灵敏地综合表征金属材料表面性质之间存在的差异，并用于指导生产实际，同时就研究阻抗谱解析方法而言，也具有重要的理论意义。
在金属材料加工过程中的重要工序前后，测量其不同条件下电化学阻抗谱的变化，并根据mCRR传输线模型拟合分析阻抗谱数据，根据拟合误差(其中包括总误差与等效元件相对误差)的变化确定最佳的m值，并定出mCRR传输线模型中的所有等效元件数值，作离散参数Ci和Ri随特征频率f*变化的对数曲线，以及R0随试验条件变化的曲线。根据曲线变化特征评价金属材料表面性能的变化特征，如金属材料表面的润湿情况、清洁程度和表面膜的有关特征等；根据R0评价金属材料表面的腐蚀活性等。还可以用计算机程序自动解析并分析参数之间的变化规律，给出被测量金属材料表面状态的可靠信息，从而起到预测、监测和评价工艺过程的作用，为合理调整工艺条件、控制产品质量提供可靠依据。
本发明应用在化成箔工艺开始时，先将经过合适表面预处理后的铝箔样品浸入适宜的电解质溶液中，在不同条件下测量其阻抗谱的变化，然后综合分析不同批金属材料表面状态之间的差异，为确定后续工艺条件提供可靠信息。
由于阻抗谱对被测样品没有破坏性，故可用于与金属原材料有关的生产流水线中，监测金属材料表面状态的变化。
本发明用于电镀生产过程中，可以监测和分析电镀件发生镀层起泡等质量问题的原因。
本发明用于二次电池的生产研发过程，可以综合评价电池板栅的电化学活性、与表面活性物质的结合状态、反应活性等。
本发明还可以用于检测产品质量，评价、筛选金属材料预处理工艺过程的最佳条件。
附图及

图1是本发明所述mCRR传输线模型示意图；图2是A3钢样品在3％的NaCl溶液中浸泡3小时后的阻抗谱拟合结果图；图3和4是本发明所述电化学阻抗谱综合评价丙酮和水清洗对A3钢表面性能影响的实例图；图5和6是本发明所述电化学阻抗谱综合评价硅烷时效温度和时间对A3钢表面性能的影响的实例图；图7是本发明所述的硅烷水解时间影响预处理A3钢的离散参数极值所对应特征频率的实例图；图8是本发明所述的硅烷预处理A3钢影响离散参数极值对应的特征频率随浸泡时间变化的实例图；图9是本发明所述的硅烷预处理A3钢影响离散电阻最小值随样品浸泡时间变化的实例图；图10是本发明所述缓蚀剂浓度影响mCRR传输线模型离散电阻分量最小值及其对应特征频率的实例图11是本发明所述电解质溶液浓度影响mCRR传输线模型电阻分量分布的实例图(图例中数值为电解质浓度，单位是摩尔/升)；图12是本发明所述过电位影响mCRR传输线模型电阻分量的实例图(图例中的物理量表示不同的过电位)；图13-图16是本发明所述的在不同的电位区间，随样品表面所发生的电极过程的不同，CR传输线模型的离散电容随特征频率的变化具有完全不同的特征(同时位于不同的特征频率区间)的实例图。4幅图所对应的电位区间特征分别为图13对应双电层电位区间、图14对应氧化膜形成的电位区间，图15对应氧化膜生长的电位区间、图16对应氧析出的电位区间。
图17-图20是本发明所述的在不同的电位区间，随样品表面所发生的电极过程的不同，CR传输线模型的离散电阻随特征频率的变化具有完全不同的特征，同时位于不同的特征频率区间。4幅图所对应的电位区间特征分别为图17对应双电层电位区间、图18对应氧化膜形成的电位区间，图19对应氧化膜生长的电位区间、图20对应氧析出的电位区间。
具体实施方式下面结合实例和附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明所采用的拟合金属材料电化学阻抗谱的等效电路模型，其中C和R分别代表纯电容和纯电阻。用下标i区别图中不同电路分支中的离散等效元件，共有m个C和R的串连分支。
实例1，本发明可用于评价清洗金属表面所采用的介质和工艺条件对金属表面润湿性和电化学活性的影响。例如，用药棉沾丙酮擦洗砂纸除锈后的A3钢，并在烘箱中于不同温度分别加热一定时间后，在干燥器中冷却至室温。然后浸泡在3％NaCl水溶液中，立即在开路电位下测量不同浸泡时间的阻抗谱。具体测量条件为使用Solartron 1280Z型电化学仪，扰动幅值取5mV，频率范围取0.1Hz～10kHz，采用不锈钢片作为辅助电极，用饱和甘汞电极作为参比电极，表观测量面积约12cm2，用mCRR传输线模型拟合数据。图2为离散参数Ci随特征频率f*变化的图例，可以看出，在最佳m值附近，传输线的长度不影响Ci的分布规律，而且在f*的低频区间，Ci有稳定值(以C*表示)，且与金属表面的润湿性有关。不同加热温度和时间对C*和R0随浸泡时间的平方根(t0.5)变化的规律见图3和图4，为了比较，图中还给出了砂纸除锈后直接用自来水和去离子水冲洗后立即测量的A3钢样品的结果。
如图3所示，所有样品的C*随浸泡时间而增加，且不同样品之间的差异很大。水直接冲洗后的样品电容值C*最大，范围在1.5×10-4～3×10-4F.cm-2(五角星)。丙酮清洗后样品的C*最小值约5×10-5F.cm-2，并随加热温度和时间的增加而增加(正方形)。如果丙酮清洗后再经过较长时间、较高温度的处理(如160℃，1h)，其C*数值仍然小于水冲洗样品的(下三角)，说明丙酮对表面润湿性的影响难以消除。另外，所有样品的C*均随浸泡时间明显增加，尤其是在浸泡初期，原因是腐蚀等作用减少了表面附着的丙酮，并增加了金属表面的亲水性或者粗糙度，导致C*增加。表面观察也可以看到，部分基底表面出现腐蚀产物的色泽，而且，开路电位越低，呈现腐蚀色泽的面积越大。
图4说明丙酮清洗的方法对A3钢腐蚀阻力(R0)影响不大，所有样品R0的数值和变化趋势比较集中，并均随浸泡时间增加，这是无任何保护作用的金属基底遭受腐蚀的特征。
本发明对不同条件下的样品分析结果数值虽然比较接近(彼此相差不足5倍)，但所反映的表面状态的差异与变化的规律性非常明确，反映了不同清洗方法对金属材料表面润湿性和腐蚀阻力的影响。此方法的灵敏度优于其它固定结构的等效电路模型，而其简单易行则优于大型仪器的微观分析方法。
实例2，硅烷预处理金属表面的效果受工艺条件影响很大，其中，准确确定合适的时效温度和时间具有重要的意义，现举例说明本方法在此方面的应用。将丙酮清洗后的A3钢用含1％KH-550的乙醇溶液浸泡30～60秒，取出后室温晾干，然后放入烘箱内在不同条件下进行时效(140℃，0.5h，五角星；140℃，1h，上三角；160℃，1h，实心圆)，最后在干燥器中冷却至室温。阻抗谱的测量条件和数据分析方法同例1，每个条件测量4个平行样品，分析结果见图5和图6。可见平行样品的C*和R0参数值分布比较集中，不同样品差别明显，说明了时效条件对金属表面的润湿性和腐蚀阻力的影响明显不同。此例说明本方法能鉴别差别较小的工艺条件对金属表面状态的影响，并且结果具有较高的灵敏度与重现性，因而在有关产品开发和工业生产中具有重要的应用价值。
实例3，硅烷的水解条件对金属材料预处理效果的影响很大，此例说明本方法可用于评价和筛选硅烷水解的最佳条件。取含0.6％KH-550的水溶液水解不同时间后在相同的预处理条件下作用在A3钢的表面，测量其阻抗谱随浸泡时间的变化(2.5％的Na2SO4水溶液为腐蚀介质，室温，阻抗谱测量条件同例2)，然后用本方法解析。不同水解时间对离散元件极值对应特征频率(f*min)的影响见图7(在腐蚀介质中浸泡4分钟后测量)，图中虚线表示无硅烷处理的样品。可见，预处理工艺所形成的硅烷膜明显影响了f*min的数值，而且说明硅烷水溶液可以稳定近8天。f*min随浸泡时间的变化见图8，随浸泡时间延长，硅烷膜逐渐被破坏，故f*min值逐渐下降并接近空白样品的结果(实心正方形)。离散电阻的最小值Ri，min随浸泡时间的延长而下降(见图9)，这是膜被破坏的重要标志，而无预处理空白样品(实心正方形)的Ri，min则随浸泡时间延长呈增加趋势，这是金属材料基底被腐蚀的重要特征。当预处理所得的硅烷膜(例如在稀溶液中成膜)较薄时(硅烷预处理增加金属/涂层界面粘结力的原理要求薄膜)，在复平面上阻抗谱形貌与空白样品类似，并且随浸泡时间增加变化趋势一致，即复平面上的单弧和Bode图上的模值均随浸泡时间而增加，说明基底的腐蚀作用掩盖了膜性能的变化。而用本方法进行分析，则能够分离腐蚀的影响，揭示金属材料表面硅烷膜的特征变化。
实例4，本方法还可以研究腐蚀介质中的缓蚀剂增加材料表面腐蚀阻力的机理。对于5％HCl腐蚀介质的低碳钢样品，单宁酸浓度的变化对f*min和Ri，min的影响见图10，从图中可以看出，f*min随单宁酸(作为缓蚀剂)浓度的增加而呈线性增加，说明缓蚀剂的作用机理是减小了腐蚀活性面积，增加了扩散的阻力，因而在较高的特征频率范围就出现了扩散阻力的影响。图10还表明Ri，min的数值随单宁酸浓度的增加而波动，说明缓蚀剂的作用机理主要是靠单宁酸在材料表面的吸附增加腐蚀阻力，而吸附膜的稳定性显然不如反应生成膜(如在实例3中预处理形成的硅烷膜)。
实例5，本方法还可以用于研究电解质浓度的影响。室温下，在不同Na2SO4浓度的水溶液中Cu-65Ni合金体系的阻抗谱分析的部分结果见图11(图例中的数字表示Na2SO4的浓度，单位是mol/L)，其中给出了离散电阻Ri随特征频率的变化。从图中可以看出，随电解质浓度增加，与Ri，min对应的特征频率向高频方向移动，且主要影响高频部分的Ri，而对低频部分的Ri没有影响。
实例6，本方法还可用于研究偏置电位对金属材料体系的影响。在6mol/L的KOH溶液中不同偏置电位下Co电极体系的阻抗谱分析结果见图12(图例中给出了对应的偏置电位值，相对于Hg/HgO，OH-1参比电极)，其中给出了离散电阻Ri随特征频率的变化。从图中可以看出，偏置电位主要影响低频部分的Ri，而对高频部分的Ri没有影响。并且随偏置电位增加，Ri，min逐渐增加，其对应的特征频率同时向高频方向移动，说明随偏置电位的增加，Co电极的反应活性增加，电化学反应的阻力下降，而传质过程的阻力逐渐加大，其影响出现在越来越高的频率范围。
实例7，本方法还可用于研究在不同的偏置电位区间，金属材料表面所发生的不同过程。图13-图20给出了在不同偏置电位下，在pH10，含0.1mol/L的H3BO3+NaOH溶液中的In电极体系的阻抗谱分析结果。在-1.25～-1.20V之间的双电层电位区间Ci和Ri随特征频率的分布分别见图13和17；在-1.15～-0.90V之间的氧化膜形成电位区间，Ci和Ri随特征频率的分布分别见图14和18；在-0.85～1.10V之间的氧化膜生长电位区间，Ci和Ri随特征频率的分布分别见图15和19；在1.20～1.60V之间的氧析出电位区间，Ci和Ri随特征频率的分布分别见图16和20。可以看出，当电极表面的过程不同时，离散元件Ci和Ri随特征频率的分布具有完全不同的特征，因而可以根据这些特征，推断金属材料表明发生的过程，进而推断其表面特征。
以上实例说明本发明有多种用途，可广泛用于与金属材料有关的多种生产领域。例如能填补化成箔、电镀、电池等生产领域中缺少合适、灵敏的方法表征金属材料表面特征的空白；能为不同批量组成相同而表面电化学活性不同的金属及其合金确定更合适的工艺选择标准、工艺流程组合以及生产过程质量的在线监测，减少生产过程的盲目性，在满足一定规格产品指标的条件下，最大限度的减少生产成本，提高生产效率。另外，此方法还可以用于评价金属材料表面预处理的效果，筛选和优化预处理配方与工艺。
在实施具体技术方案的过程中，有以下值得注意的问题。
1、对于不同样品、不同时间测量的阻抗谱，在满足总误差和元件相对误差综合较小的情况下，允许最佳m值彼此不同。
2、虽然最佳m值不同会导致电路离散参数数目不同，目前也无法确定所有离散参数与特定电化学过程之间的一一对应关系，但离散参数随f*变化的规律简单明确，并与体系表面性能之间有明确的相关性。
3、本发明由于采用结构一致的mCRR传输线模型拟合解析有关的阻抗谱数据，从而避免了为不同特征的阻抗谱确定不同结构等效电路模型的困难以及分析者建立模型时的主观性干扰，大幅度提高了分析结果的客观性。
4、可以通过变化腐蚀介质组成和测量条件，放大金属材料表面性能之间的差异，以提高分析结果的灵敏度。
5、可以通过配套的计算机软件，自动处理、拟合、分析阻抗谱数据，并给出金属材料表面性能差异的分析结果。
权利要求
1.一种金属材料表面性能的电化学阻抗谱综合分析方法，其特征是首先采用mCRR传输线模型拟合在满足因果性、稳定性和线性条件下测量的电化学阻抗谱，其中m为正整数，C和R分别表示纯电容和纯电阻；然后根据公式f*＝1/(2πCiRi)分别求出各Ci和Ri并联分支的特征频率f*，并作出在不同的系列研究条件下离散参数Ci和Ri随特征频率变化分布的对数图以及Ro随研究条件变化的图；最后，根据图的特征确定金属材料表面性能的差异。
2.如权利要求1所述的金属材料表面性能的电化学阻抗谱综合分析方法，其特征是对于不同条件下的金属材料样品的阻抗谱可以根据拟合方差和元件的相对误差确定分别确定其传输线模型的最佳m值。
3.如权利要求1或2所述的金属材料表面性能的电化学阻抗谱综合分析方法，其特征是对于不同样品、不同时间测量的阻抗谱，在满足拟合方差和元件相对误差小的情况下，最佳m值可以不同。
4.如权利要求1或2所述的金属材料表面性能的电化学阻抗谱综合分析方法，其特征是在确定最佳m值的mCRR模型中的元件Ro的数值与各金属材料样品表面腐蚀阻力的大小一致。
5.如权利要求1或2所述的金属材料表面性能的电化学阻抗谱综合分析方法，其特征是作最佳m值条件下mCRR传输线模型的离散参数Ci和Ri随特征频率fi*(f*＝1/(2πCiRi))变化的对数曲线，根据对数曲线及其变化特征表征金属表面状态的特征。
6.如权利要求1或2所述的金属材料表面性能的电化学阻抗谱综合分析方法，其特征是对于一些特定体系，当确定了最佳m值后，比较m、m+1、m-1所对应的不同长度的传输线模型的离散参数Ci和Ri随特征频率fi*变化的对数曲线，可以发现腐蚀体系具有不随传输线模型的长度而变化的若干特征离散值。
7.如权利要求6所述的金属材料表面性能的电化学阻抗谱综合分析方法，其特征是在电池体系中这种特征离散值的个数很少，甚至没有，反映了体系内在特征的差异。
8.如权利要求5所述的金属材料表面性能的电化学阻抗谱综合分析方法，其特征是所述的对数曲线的变化特征包括(1)离散元件值随特征频率的分布值随时间的变化，(2)离散元件值随特征频率变化的速率，(3)离散元件随特征频率分布的极值的变化规律，(4)离散元件极值对应的特征频率的变化规律。
9.如权利要求1或2所述的金属材料表面性能的电化学阻抗谱综合分析方法，其特征是通过相配合的计算机软件，可以根据mCRR传输线模型自动确定与不同样品的阻抗谱对应的mCRR传输线模型的最佳m值，并自动处理、拟合、分析阻抗谱数据，最后给出金属材料表面性能差异的分析结果。
全文摘要
本发明涉及一种金属材料表面性能的电化学阻抗谱综合分析方法，首先采用mCRR传输线模型拟合在满足因果性、稳定性和线性条件下测量的电化学阻抗谱，其中m为正整数，C和R分别表示纯电容和纯电阻；然后根据公式f
文档编号G01N27/26GK1936559SQ20061003232
公开日2007年3月28日 申请日期2006年9月28日 优先权日2006年9月28日
发明者孙秋霞 申请人:韶关学院