摘要：

隨著使用電化學(xué)阻抗譜方法研究腐蝕過(guò)程的工作日益增多，腐蝕電化學(xué)阻抗譜解析技術(shù)逐漸成為腐蝕科學(xué)家需要掌握的重要研究工具之一。近年來(lái)，電化學(xué)阻抗譜方法研究的腐蝕體系越來(lái)越復(fù)雜，不僅腐蝕環(huán)境和金屬狀態(tài)復(fù)雜化，且形成于金屬表面界面膜層的種類(lèi)也越來(lái)越多，導(dǎo)致簡(jiǎn)單電化學(xué)體系的阻抗譜等效電路解析方法越來(lái)越難以滿(mǎn)足復(fù)雜腐蝕體系解析建模的要求。與動(dòng)力學(xué)解析方法相比，模擬等效電路的解析方法因其簡(jiǎn)單直觀(guān)而易于理解，應(yīng)用范圍日益擴(kuò)展。但其固有的解析過(guò)程不嚴(yán)謹(jǐn)、不規(guī)范等不足，導(dǎo)致腐蝕過(guò)程等效電路模型缺陷增加和學(xué)術(shù)價(jià)值下降。為此，在多年研究腐蝕電化學(xué)阻抗譜等效電路解析方法的基礎(chǔ)上，本文分析了電化學(xué)阻抗譜等效電路解析方法在腐蝕研究中的應(yīng)用現(xiàn)狀，探討了等效電路方法解析腐蝕過(guò)程的優(yōu)點(diǎn)和不足，以及提高這一解析方法學(xué)術(shù)價(jià)值的必要性和可行途徑，以期建立嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范的腐蝕電化學(xué)阻抗譜等效電路模型解析路線(xiàn)，以適應(yīng)復(fù)雜腐蝕過(guò)程的模型化研究需求，為腐蝕科學(xué)工作者提供一種高效實(shí)用的腐蝕電化學(xué)阻抗譜解析工具。

關(guān)鍵詞： 腐蝕過(guò)程 ; 電化學(xué)阻抗譜 ; 等效電路 ; 模型 ; 判據(jù)

三十多年前，電化學(xué)阻抗譜 （EIS） 還是一種令人敬畏的“高大上”復(fù)雜電化學(xué)技術(shù)，但近年來(lái)使用這一方法的腐蝕研究論文越來(lái)越多。常見(jiàn)腐蝕期刊每期少則2篇，多則5篇以上，已成為腐蝕研究的不可或缺的重要方法之一。其原因不難理解，其一，EIS擾動(dòng)小，響應(yīng)寬，提供近原位豐富腐蝕過(guò)程宏觀(guān)和微觀(guān)信息，有助于機(jī)理分析和建模；其二，電化學(xué)阻抗譜測(cè)試儀器和阻抗譜擬合技術(shù)快速發(fā)展和普及；其三，不僅可應(yīng)用于各種類(lèi)型腐蝕研究，而且可應(yīng)用于工程中腐蝕監(jiān)檢測(cè)和腐蝕控制。EIS獲得過(guò)程機(jī)理信息層次豐富，有助于理解過(guò)程機(jī)理和建立腐蝕模型，但是另一方面，多相多界面體系的復(fù)雜腐蝕過(guò)程的EIS解析和建模難度增加，致使經(jīng)驗(yàn)不足的腐蝕研究者不能科學(xué)合理應(yīng)用這一工具。阻抗譜解析技術(shù)已成為復(fù)雜腐蝕過(guò)程EIS研究方法中值得關(guān)注的瓶頸問(wèn)題。

1 腐蝕EIS方法發(fā)展現(xiàn)狀

EIS方法來(lái)源于電工學(xué)中分析電路頻譜響應(yīng)的交流阻抗技術(shù)。上世紀(jì)50年代，電氣工程師Delahay首先提出用電工學(xué)的交流阻抗譜方法研究電化學(xué)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題[1]。荷蘭科學(xué)家Sluyters的系統(tǒng)研究將其發(fā)展為電化學(xué)方法中重要工具[2],而法國(guó)科學(xué)家Epelboin首先應(yīng)用EIS研究腐蝕電化學(xué)中的陽(yáng)極溶解動(dòng)力學(xué)，使其成為研究腐蝕問(wèn)題的重要方法[3]。80年代第一屆國(guó)際電化學(xué)阻抗譜學(xué)術(shù)會(huì)議決定在電化學(xué)領(lǐng)域采用“電化學(xué)阻抗譜”一詞取代“交流阻抗”推動(dòng)了這一方法在腐蝕領(lǐng)域中的應(yīng)用，曹楚南系統(tǒng)研究了腐蝕電化學(xué)領(lǐng)域中電化學(xué)阻抗譜理論和應(yīng)用問(wèn)題，他的《電化學(xué)阻抗譜導(dǎo)論》已經(jīng)成為電化學(xué)阻抗譜方法研究腐蝕電化學(xué)行為規(guī)律的重要參考書(shū)[4]。

近年來(lái)具備快速測(cè)量和數(shù)據(jù)分析擬合功能的電化學(xué)工作站的快速發(fā)展，推動(dòng)了腐蝕EIS測(cè)試技術(shù)的普及應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了EIS全程自動(dòng)測(cè)量和等效電路參數(shù)擬合計(jì)算功能。材料和工程領(lǐng)域的腐蝕研究日益增加，腐蝕研究隊(duì)伍快速擴(kuò)張，體現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外腐蝕期刊中使用EIS方法的研究論文顯著增加的趨勢(shì)。與此同時(shí)，隨著簡(jiǎn)單腐蝕體系解析方法的成熟，研究的腐蝕體系迅速擴(kuò)展，體系和過(guò)程的復(fù)雜程度也顯著增加。EIS方法不斷擴(kuò)展應(yīng)用的同時(shí)，面臨數(shù)據(jù)解析難度也越來(lái)越大。與此同時(shí)也看到，一些研究者在腐蝕過(guò)程EIS解析和建模方面存在一些與日增加的理解力不足。究其原因在于EIS方法起源于電工學(xué)，發(fā)展于電化學(xué)，使用EIS技術(shù)的腐蝕研究者不僅需要掌握腐蝕過(guò)程結(jié)構(gòu)特征，掌握動(dòng)力學(xué)分析技術(shù)，也需要具備一些電子電路和電極過(guò)程基礎(chǔ)。如，電阻性、電容性和電感性響應(yīng)電流/電位特征，電流相位滯后和超前意義，腐蝕過(guò)程中電荷流動(dòng)形式，擴(kuò)散阻抗的起因，負(fù)阻抗產(chǎn)生原因，電荷遷移電阻和極化電阻差別，涂層電容和涂層電阻的關(guān)系等概念的理解是解析阻抗響應(yīng)不可或缺的。

2 腐蝕EIS方法構(gòu)成

EIS方法包含兩個(gè)部分，EIS測(cè)量和EIS解析，二者缺一不可。

首先需要測(cè)量包含體系腐蝕過(guò)程可靠信息的EIS。電化學(xué)阻抗方法是靈敏度極高的交流方法，可以測(cè)定高達(dá)1010 Ω高阻抗體系的微弱響應(yīng)信號(hào)，也容易受到環(huán)境和工頻電磁噪聲的干擾而發(fā)生畸變，影響數(shù)據(jù)解析的可靠性。此外，腐蝕過(guò)程通常由多個(gè)平行過(guò)程和連續(xù)過(guò)程組成，且主響應(yīng)過(guò)程會(huì)隨進(jìn)程演化而轉(zhuǎn)移。測(cè)量期間需要增強(qiáng)主響應(yīng)，減弱干擾信號(hào)，同時(shí)選擇合適的時(shí)機(jī)，在主響應(yīng)腐蝕過(guò)程出現(xiàn)期間實(shí)施測(cè)量，才能獲得目標(biāo)過(guò)程的響應(yīng)數(shù)據(jù)。如點(diǎn)蝕誘導(dǎo)期處于鈍化期和發(fā)展期之間的點(diǎn)蝕萌生期間，測(cè)定其電化學(xué)阻抗譜響應(yīng)必須把握好測(cè)量時(shí)間，既不能早也不能晚，才能測(cè)量到如圖1所示誘導(dǎo)期阻抗譜。

測(cè)量方法需根據(jù)系統(tǒng)響應(yīng)的因果性、線(xiàn)性和穩(wěn)定性要求合理設(shè)計(jì)，才能夠獲得需要的結(jié)果。很多難于理解的阻抗譜響應(yīng)并不是所關(guān)心腐蝕過(guò)程的響應(yīng)，而是測(cè)量環(huán)節(jié)不當(dāng)?shù)玫降牟痪哂薪馕鰞r(jià)值的無(wú)關(guān)響應(yīng)。研究者不僅需要根據(jù)研究?jī)?nèi)容設(shè)計(jì)合理的測(cè)試方法，還需要具備識(shí)別和修正反常阻抗譜響應(yīng)的能力，從而獲得具有解析價(jià)值的腐蝕EIS數(shù)據(jù)。

EIS測(cè)量和解析兩者密切相關(guān)。解析結(jié)果質(zhì)量取決于測(cè)量數(shù)據(jù)質(zhì)量，低質(zhì)量數(shù)據(jù)不僅影響解析結(jié)果準(zhǔn)確性和精密度，還可能會(huì)誤導(dǎo)解析思路。解析的目的是認(rèn)識(shí)腐蝕電化學(xué)過(guò)程規(guī)律和機(jī)理，計(jì)算腐蝕參數(shù)，預(yù)測(cè)腐蝕行為。低質(zhì)量解析結(jié)果和解析模型會(huì)導(dǎo)致研究工作價(jià)值降低。因此，高效EIS研究首先要設(shè)計(jì)和實(shí)施科學(xué)的測(cè)量方案，以期獲得與所研究腐蝕過(guò)程密切相關(guān)的具有解析價(jià)值的高質(zhì)量阻抗數(shù)據(jù)。測(cè)量方案包括測(cè)量方法和數(shù)據(jù)可靠性評(píng)價(jià)。測(cè)量結(jié)果不僅取決于測(cè)量?jī)x器性能，還取決于電解池性能。前者在于選擇合適的商品儀器，后者通常根據(jù)研究?jī)?nèi)容合理設(shè)計(jì)和組建，考慮不周很容易影響測(cè)量數(shù)據(jù)質(zhì)量。EIS方法的重要特點(diǎn)之一是能夠檢測(cè)到10-11 Acm-2的極其微弱交流信號(hào)，因而適用于有機(jī)涂層、緩蝕劑和純水等高阻抗體系研究。微弱交流信號(hào)不僅容易受到環(huán)境噪聲的影響，還因其低頻區(qū)響應(yīng)速度低，達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)間長(zhǎng)，測(cè)量結(jié)果存在過(guò)渡現(xiàn)象，數(shù)據(jù)重現(xiàn)性差，導(dǎo)致測(cè)量的數(shù)據(jù)質(zhì)量下降。這不僅直接影響數(shù)據(jù)解析質(zhì)量，還會(huì)誤導(dǎo)解析思路和建模過(guò)程。為了確保數(shù)據(jù)的解析質(zhì)量，需要測(cè)量后先進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估，不符合要求的測(cè)量數(shù)據(jù)不能用于數(shù)據(jù)解析。

圖1 碳鋼點(diǎn)蝕誘導(dǎo)期電化學(xué)阻抗譜響應(yīng)[5]

常用的腐蝕EIS數(shù)據(jù)解析有兩種方法，電化學(xué)動(dòng)力學(xué)模型方法和模擬等效電路模型方法。電化學(xué)動(dòng)力學(xué)模型方法是根據(jù)腐蝕過(guò)程特征建立電化學(xué)阻抗響應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程，解析和驗(yàn)證后獲得腐蝕電化學(xué)動(dòng)力學(xué)過(guò)程數(shù)學(xué)模型，進(jìn)而計(jì)算腐蝕電化學(xué)參數(shù)和預(yù)測(cè)腐蝕行為。雖然這一直是傳統(tǒng)電化學(xué)中基本的數(shù)據(jù)解析方法，但要求研究者具備一定的數(shù)學(xué)物理方程和電化學(xué)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)。曹楚南在《電化學(xué)阻抗譜導(dǎo)論》著作中采用這一解析方法對(duì)腐蝕電化學(xué)阻抗譜原理進(jìn)行了嚴(yán)謹(jǐn)深入的分析論證，并介紹了其在典型腐蝕過(guò)程中的應(yīng)用，是使用這一方法的重要參考。

模擬等效電路模型方法，即電模擬方法 （electric analog） 采用電子元件組成特定電路使其與研究體系具有相同的響應(yīng)規(guī)律，進(jìn)而通過(guò)電路交流阻抗行為研究動(dòng)態(tài)腐蝕系統(tǒng)的行為和機(jī)理。這一方法貌似簡(jiǎn)單，實(shí)則也需要扎實(shí)的相關(guān)基礎(chǔ)與嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕馕龇椒ā＝陙?lái)由于EIS方法在與腐蝕有關(guān)的材料科學(xué)、生物科學(xué)和工程應(yīng)用領(lǐng)域顯著增加，這些領(lǐng)域研究者通常不具備扎實(shí)的動(dòng)力學(xué)分析基礎(chǔ)，因而更傾向于使用易于理解的等效電路模型方法。動(dòng)力學(xué)解析大師常常質(zhì)疑這一方法的科學(xué)性。EIS創(chuàng)始人Sluyters認(rèn)為模擬等效電路解析EIS是歧途，“等效電路是可以證明，但是不可以創(chuàng)造”[6]。曹楚南也認(rèn)為模擬等效電路方法解析阻抗譜缺乏嚴(yán)謹(jǐn)性[4]。的確如此，腐蝕過(guò)程EIS響應(yīng)與其相應(yīng)的等效電路之間既不存在嚴(yán)格對(duì)應(yīng)關(guān)系，也不存在實(shí)質(zhì)性聯(lián)系。常見(jiàn)的解析阻抗譜等效電路模型推導(dǎo)過(guò)程缺乏嚴(yán)謹(jǐn)性，模型缺乏唯一性，有時(shí)還會(huì)誤導(dǎo)對(duì)腐蝕電化學(xué)過(guò)程機(jī)理的理解。因此，這一方法的解析程序需要規(guī)范完善。事實(shí)上，一些復(fù)雜體系的腐蝕過(guò)程，如不均勻分布態(tài)腐蝕體系中的表面耦合電流過(guò)程，很難用當(dāng)前二端電路來(lái)描述，等效電路模型方法還需要繼續(xù)發(fā)展和完善。

3 完善腐蝕電化學(xué)阻抗譜等效電路解析方法的必要性

事實(shí)上，最初用電子學(xué)中的等效電路方法解析EIS并非為了構(gòu)建腐蝕過(guò)程模型，僅僅是模擬和理解電化學(xué)過(guò)程的一種輔助方法，不太關(guān)注建模過(guò)程邏輯嚴(yán)謹(jǐn)性和可驗(yàn)證性。當(dāng)時(shí)EIS解析更主要的困難在于電化學(xué)參數(shù)計(jì)算和阻抗譜數(shù)據(jù)精確擬合技術(shù)。隨著計(jì)算機(jī)硬件和軟件技術(shù)快速發(fā)展，測(cè)量技術(shù)和參數(shù)擬合技術(shù)都取得長(zhǎng)足進(jìn)步，已經(jīng)不再是解析過(guò)程的主要障礙。且由于簡(jiǎn)單腐蝕過(guò)程EIS解析技術(shù)的積累和完善，阻抗譜解析對(duì)象轉(zhuǎn)移到復(fù)雜腐蝕過(guò)程機(jī)理分析和建立模型方面。復(fù)雜腐蝕體系不僅涉及多電極過(guò)程，還涉及多種膜過(guò)程、局部腐蝕的不均勻分布過(guò)程、時(shí)間演化過(guò)程、復(fù)合電源過(guò)程、復(fù)雜分布網(wǎng)絡(luò)電路過(guò)程等等。這些復(fù)雜過(guò)程的微分方程參數(shù)眾多，且相互作用，動(dòng)力學(xué)解析難度很大或者無(wú)法求解，很難獲得相應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程，非經(jīng)數(shù)學(xué)專(zhuān)業(yè)訓(xùn)練很難掌握。相對(duì)而言，等效電路模型是一種物理模擬方法，更顯得直觀(guān)簡(jiǎn)單且可以用于復(fù)雜腐蝕過(guò)程，受到廣大非電化學(xué)專(zhuān)業(yè)的腐蝕科研和工程技術(shù)人員的歡迎和廣泛使用。同時(shí)，快速擴(kuò)展放大了等效電路解析腐蝕過(guò)程阻抗譜響應(yīng)的先天不足，導(dǎo)致解析過(guò)程不嚴(yán)謹(jǐn)不規(guī)范，建立的模型存在一些缺陷而經(jīng)不起嚴(yán)格檢驗(yàn)，成為病態(tài)等效電路模型?？紤]到當(dāng)前等效電路模型方法應(yīng)用范圍和領(lǐng)域快速擴(kuò)展，不嚴(yán)謹(jǐn)不規(guī)范的解析結(jié)果會(huì)使研究成果學(xué)術(shù)質(zhì)量下降，影響這一方法的持續(xù)發(fā)展。為此，需要切實(shí)掌握這一解析方法的理論基礎(chǔ)，消除隨意性和不確定性的弊病，發(fā)展嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范化的解析程序，提高這一方法的學(xué)術(shù)價(jià)值，成為解決復(fù)雜腐蝕問(wèn)題的強(qiáng)有力工具。

EIS數(shù)據(jù)解析目的是查明腐蝕機(jī)理和單元過(guò)程性質(zhì)，建立腐蝕模型，進(jìn)而計(jì)算腐蝕參數(shù)，預(yù)測(cè)腐蝕行為和材料耐蝕壽命。從這一點(diǎn)來(lái)說(shuō)，等效電路模型方法和動(dòng)力學(xué)方法解析目標(biāo)和結(jié)果是完全相同的，并無(wú)本質(zhì)區(qū)別。差別僅在于解析途徑不同，事實(shí)上也經(jīng)?；旌鲜褂?。因此，提升等效電路模型解析方法的嚴(yán)謹(jǐn)性和科學(xué)性，使其不再僅僅是論文的花邊裝飾品，與動(dòng)力學(xué)解析方法一樣，使解析模型不僅能夠合理闡述腐蝕行為特征和過(guò)程機(jī)理，還能夠用于計(jì)算腐蝕參數(shù)，預(yù)測(cè)長(zhǎng)期腐蝕行為和材料耐蝕壽命，成為一種經(jīng)得起理論推敲和應(yīng)用檢驗(yàn)的有效解析工具。

電模擬等效電路模型方法是采用電子元件組成特定電路，使其與腐蝕過(guò)程具有相同的電化學(xué)阻抗譜響應(yīng)規(guī)律，進(jìn)而建立腐蝕過(guò)程的等效電路模型，研究腐蝕過(guò)程行為和機(jī)理。與動(dòng)力學(xué)方法相比較，等效電路模型方法畢竟是來(lái)源于電子電路分析的物理方法，而腐蝕是化學(xué)過(guò)程，兩者間具有本質(zhì)區(qū)別。模擬過(guò)程看起來(lái)簡(jiǎn)單，實(shí)則邏輯嚴(yán)謹(jǐn)?shù)哪M過(guò)程相當(dāng)復(fù)雜。

規(guī)范化模擬等效電路解析方法首先需要深入了解等效電路過(guò)程和腐蝕過(guò)程之間的相關(guān)性，查明兩者間的物理關(guān)聯(lián)和本質(zhì)差異，才有可能奠定等效電路解析電化學(xué)阻抗譜方法物理化學(xué)基礎(chǔ)和嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范的解析路線(xiàn)。由此可知，解決上述問(wèn)題需要面對(duì)腐蝕電化學(xué)過(guò)程 （ECP） —EIS—模擬等效電路 （EQC） 三者間的關(guān)系，見(jiàn)圖2。

圖2 腐蝕電化學(xué)過(guò)程 （ECP） -電化學(xué)阻抗譜 （EIS）-等效電路 （EQC） 的關(guān)系

其中，第一類(lèi)關(guān)系是已知和常用的，如ECP→EIS是測(cè)量腐蝕過(guò)程的EIS響應(yīng)；EIS→EQC是根據(jù)EIS特征和數(shù)據(jù)解析相關(guān)的等效電路EQC;EQC→EIS是驗(yàn)證EQC阻抗譜響應(yīng)一致性。第二類(lèi)關(guān)系是較困難的，當(dāng)前尚未解決的，如EIS→ECP直接解析傳輸函數(shù)，如ECP→EQC直接解析等效電路。第三類(lèi)關(guān)系是EQC→ECP驗(yàn)證等效電路與腐蝕過(guò)程一致性，即模型化過(guò)程。采用動(dòng)力學(xué)模型方法取代等效電路方法，上述關(guān)系和解析步驟仍然成立，不過(guò)是解析和建模方法不同而已。

顯然，解析腐蝕EIS響應(yīng)的目的是構(gòu)建腐蝕過(guò)程傳輸函數(shù)或腐蝕過(guò)程模型。目前，除了已知的簡(jiǎn)單腐蝕過(guò)程以外，根據(jù)第二類(lèi)關(guān)系從腐蝕過(guò)程直接建模和根據(jù)EIS直接解析傳輸函數(shù)還是不可能的。因此，構(gòu)建腐蝕過(guò)程模型只有ECP→EIS→EQC→EQCM （腐蝕過(guò)程的等效電路模型） 是唯一可行路線(xiàn)，其中還必須通過(guò)EQC→EIS和EQC→EQCM兩項(xiàng)一致性驗(yàn)證程序。由此可見(jiàn)，建立腐蝕模型的ECP→EQCM這一捷徑是走不通的，可以走通的路線(xiàn)只有一條：ECP→EIS→EQC→EQCM。

這里需要說(shuō)明模擬等效電路 （SEQC） 和EQCM的區(qū)別。SEQC表示該電路與腐蝕過(guò)程等效，即不管其內(nèi)部元件性質(zhì)和結(jié)構(gòu)方式如何，只要外部電壓和電流關(guān)系保持不變即為等效。而模型 （或公式） 則不同，無(wú)論是物理模型還是數(shù)學(xué)模型，描述的是腐蝕過(guò)程真實(shí)的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和流程，即腐蝕機(jī)理。等效電路模型EQCM是用電路元件和結(jié)構(gòu)來(lái)模擬腐蝕過(guò)程機(jī)理。其不僅要求等效電路模型的EIS響應(yīng)與腐蝕過(guò)程等效性一致，而且要求等效電路元件性質(zhì)和結(jié)構(gòu)流程與腐蝕過(guò)程一致。只有達(dá)到這兩點(diǎn)要求，才能稱(chēng)之為EQCM。SEQC只是強(qiáng)調(diào)EIS等效，而EQCM更注重于與腐蝕過(guò)程電流和結(jié)構(gòu)一致。前者強(qiáng)調(diào)與EIS的一致性，后者強(qiáng)調(diào)與腐蝕過(guò)程的一致性，兩者從定義到功能均具有本質(zhì)區(qū)別。等效電路模型是模擬等效電路的升級(jí)版，但這是一次飛躍性質(zhì)變的升級(jí)。模擬等效電路只是一種未經(jīng)證實(shí)的假設(shè)，而等效電路模型則是已經(jīng)證實(shí)的有效數(shù)學(xué)物理模型，可以用于認(rèn)識(shí)腐蝕機(jī)理，計(jì)算腐蝕參數(shù)，預(yù)測(cè)腐蝕行為，評(píng)價(jià)耐蝕性壽命，從而具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。顯然，模擬等效電路驗(yàn)證確認(rèn)為模型之前只能是一種假設(shè)，是不具備上述模型的理論價(jià)值和應(yīng)用功能的。

如上所述，解析腐蝕電化學(xué)阻抗譜的目的是建立腐蝕過(guò)程的等效電路模型，按照ECPEISEQCEQCMECP的3E （EISEQCEQCM） 解析路線(xiàn)進(jìn)行。其中最關(guān)鍵的也是最困難的步驟是EQCEQCM,如何進(jìn)行等效電路與腐蝕過(guò)程一致性的模型驗(yàn)證目前尚無(wú)嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范的程序可以遵循。為此，需要查明ECP、EIS、EQC三者間的相關(guān)性，即它們相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，為尋找合理嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范解析路線(xiàn)查明和奠基扎實(shí)的等效電路解析方法的理論基礎(chǔ)。為此，需要首先考慮以下事實(shí)。

其一，基本過(guò)程是用電路元件和結(jié)構(gòu)來(lái)建立的腐蝕過(guò)程模型。腐蝕單元過(guò)程用電子元件模擬，腐蝕單元平行/連續(xù)反應(yīng)組合用并聯(lián)/串聯(lián)電路來(lái)模擬。腐蝕模型建模質(zhì)量則取決于等效電路的電子元件和結(jié)構(gòu)的模擬質(zhì)量。電子學(xué)中能夠模擬腐蝕電化學(xué)過(guò)程的元件僅有電阻、電容和電感，加上來(lái)源于動(dòng)力學(xué)模擬元件Warbung阻抗、常相位角元件 （CPE）、傳輸線(xiàn)元件、雙曲函數(shù)元件，遠(yuǎn)不足以描述多種多樣的腐蝕過(guò)程。因此，不能夠直接套用電路概念的電子元件，而要理解具有腐蝕電化學(xué)意義的電子元件，才能構(gòu)建符合腐蝕模型的等效元件。另外，不同于電路中電子流動(dòng)形式，腐蝕過(guò)程中涉及多相多界面，不同相中電荷流動(dòng)形式不同。金屬中為電子流動(dòng)，電解質(zhì)溶液中為離子流動(dòng)，鈍化膜中為載流子流動(dòng)。電荷流經(jīng)相界面則必須進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以保持體系電中性原則。再有，電路中電荷為集中方式流動(dòng)，而腐蝕過(guò)程中電荷在整個(gè)材料表面以不均勻分布方式流動(dòng)。這些過(guò)程均無(wú)法用電子元件電路來(lái)模擬。

其二，尋找與腐蝕體系測(cè)定EIS具有相同響應(yīng)的等效電路。對(duì)于充分已知腐蝕過(guò)程來(lái)說(shuō)，可采用已經(jīng)確認(rèn)的等效電路進(jìn)行擬合計(jì)算來(lái)建立腐蝕過(guò)程的等效電路模型。但對(duì)于部分未知和完全未知的腐蝕過(guò)程來(lái)說(shuō)，通過(guò)選擇具有相同阻抗譜響應(yīng)的電路來(lái)建立其等效電路必然遇到唯一性問(wèn)題，即存在多個(gè)具有相同阻抗譜響應(yīng)的電路，需要逐個(gè)檢驗(yàn)，不通過(guò)則被否定，通過(guò)則進(jìn)行下一步。認(rèn)定唯一與腐蝕過(guò)程一致等效電路。等效電路模型一致性確認(rèn)的重要性顯而易見(jiàn)。

這一問(wèn)題起因于電路理論中的等效變換原理。即，保持外部電流-電壓關(guān)系不變的電路結(jié)構(gòu)間存在等效轉(zhuǎn)換，即保持外部阻抗響應(yīng)不變前提下可存在多個(gè)結(jié)構(gòu)不同的等效電路。

圖3中串/并聯(lián)電路等效變換的前提條件是電路中的電阻和電容滿(mǎn)足如下關(guān)系：

R p = R S ω S + 1 ω S , C p = C S ω S + 1（1）

R S = R p ω p + 1 , C S = ω p + 1 ω p C p（2）

ω p = （ ω S R p C p ） 2（3）

式 （1） 為串聯(lián)電路變換為并聯(lián)電路的條件式；式 （2） 為并聯(lián)電路變換為串并聯(lián)電路的條件式；式 （3） 為頻率變換條件式。其中，CS為串聯(lián)電容；Rs為串聯(lián)電阻；Cp為并聯(lián)電容；Rp為并聯(lián)電阻；Wp為并聯(lián)電路特征頻率；Ws為串聯(lián)電路特征頻率。

根據(jù)圖3,只要滿(mǎn)足式 （1）和（3） 的變換條件，Rs-Cs串聯(lián)電路就能夠全頻域等效于圖3b的Cp//Rp并聯(lián)電路。同樣，只要滿(mǎn)足式 （2）和（3） 的變換條件，圖3b的Cp//Rp并聯(lián)電路就能夠全頻域等效于圖3a的Rs-Cs串聯(lián)電路。即只要滿(mǎn)足式 （1），（2） 和 （3） 中的電阻、電容和頻率關(guān)系，兩個(gè)結(jié)構(gòu)不同的電路的阻抗譜響應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)全頻率范圍一致?？梢宰C實(shí)，同一個(gè)電路可具有不同形式的阻抗譜響應(yīng)；同一阻抗譜響應(yīng)也可具有不同等效電路。

圖3 串/并聯(lián)電路等效變換[5]

盡管模擬電路結(jié)構(gòu)可以等效變換，但腐蝕過(guò)程等效電路模型不能進(jìn)行等效變換，對(duì)于滿(mǎn)足穩(wěn)定性條件和限定演化階段內(nèi)，其描述的腐蝕機(jī)理等效電路的元件性質(zhì)和結(jié)構(gòu)是對(duì)應(yīng)于腐蝕宏/微觀(guān)過(guò)程的，應(yīng)該是唯一的。很難接受一個(gè)穩(wěn)定腐蝕過(guò)程存在兩個(gè)結(jié)構(gòu)不同的機(jī)理。如果EIS測(cè)量期間腐蝕機(jī)理發(fā)生變化，則表明該體系尚不滿(mǎn)足穩(wěn)定性條件，應(yīng)該選擇測(cè)量時(shí)間更短的EIS測(cè)量參數(shù)，或改變實(shí)驗(yàn)條件，使腐蝕過(guò)程在EIS測(cè)量周期內(nèi)保持穩(wěn)定不變。由此可見(jiàn)，在解析EIS時(shí)獲得與腐蝕過(guò)程阻抗譜響應(yīng)一致等效電路的存在性是不完備的，還需要檢驗(yàn)該等效電路的唯一性。只有存在且唯一才能確認(rèn)可能是該腐蝕過(guò)程的等效電路模型，否則只能是假設(shè)，而假設(shè)不具備模型計(jì)算參數(shù)和預(yù)測(cè)行為的價(jià)值。

4 發(fā)展完備腐蝕電化學(xué)阻抗譜等效電路解析方法的必要步驟

綜上所述，腐蝕過(guò)程的等效電路模型方法需要發(fā)展其理論基礎(chǔ)和應(yīng)用技術(shù)，才能滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的腐蝕研究和工程應(yīng)用的需求。為此，不僅需要解決EIS等效電路解析方法的基礎(chǔ)理論，還需要解決在此基礎(chǔ)理論構(gòu)架上進(jìn)行ECPEISEQCEQCMECP解析過(guò)程中所涉及測(cè)量EIS數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)、等效電路和EIS一致性評(píng)價(jià)、等效電路模型解析準(zhǔn)則、等效電路模型和腐蝕過(guò)程一致性驗(yàn)證、等效電路模型驗(yàn)證準(zhǔn)則和驗(yàn)證判據(jù)、復(fù)雜腐蝕過(guò)程等效電路解析思路和方法、常見(jiàn)病態(tài)等效電路模型故障檢測(cè)，以及發(fā)展嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范完備的腐蝕電化學(xué)阻抗譜解析路線(xiàn)等問(wèn)題。為此，作者擬在本系列論文中逐次討論以下有關(guān)問(wèn)題。

4.1 腐蝕EIS等效電路解析方法的物理化學(xué)基礎(chǔ)

此處是指廣義物理化學(xué)基礎(chǔ)，其中不僅涉及電極動(dòng)力學(xué)，還涉及溶液電化學(xué)，電子學(xué)和固體物理學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)。用等效電路方法解析腐蝕EIS的目的是認(rèn)識(shí)腐蝕過(guò)程機(jī)制和關(guān)鍵步驟，進(jìn)而建立腐蝕模型。這一系列解析過(guò)程必須建立在腐蝕過(guò)程——電化學(xué)阻抗譜響應(yīng)——模擬等效電路三者之間的相關(guān)性基礎(chǔ)上。如果三者間不具有相關(guān)性，解析過(guò)程則無(wú)從談起。查明三者間的物理化學(xué)相關(guān)性，才能借助于其間密切關(guān)系理順合理而扎實(shí)的邏輯推理過(guò)程，剔除無(wú)依據(jù)隨意性分析，依據(jù)相關(guān)性找到嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕馕鐾緩?。其中最重要的部分是理解電子學(xué)中電路等效原理和腐蝕機(jī)理唯一性原理間的差異，腐蝕過(guò)程和等效電路過(guò)程中電位/電流/阻抗等電信號(hào)的異同點(diǎn)，等效電路模型元件和結(jié)構(gòu)與腐蝕單元過(guò)程的關(guān)系。查明這些問(wèn)題對(duì)于建立合理的解析思路至關(guān)重要。

4.2 EIS測(cè)量方法選擇和數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)及其對(duì)解析過(guò)程的影響

CEPEIS是腐蝕電化學(xué)阻抗等效電路譜解析過(guò)程的第一步，也是影響后續(xù)解析過(guò)程順利與否的關(guān)鍵一步。

如前所述，盡管現(xiàn)代EIS測(cè)試儀器在測(cè)試靈敏度、分辨率、輸入阻抗、頻響范圍、響應(yīng)速度等方面均已具備了很高的性能，提供了可滿(mǎn)足多種需求的測(cè)試方法選擇和復(fù)雜豐富的數(shù)據(jù)擬合模擬技術(shù)。但測(cè)試高質(zhì)量EIS仍主要取決于使用者的經(jīng)驗(yàn)、理解力和實(shí)驗(yàn)規(guī)劃水平。很多測(cè)試細(xì)節(jié)考慮不周會(huì)導(dǎo)致測(cè)定的腐蝕EIS質(zhì)量不滿(mǎn)足解析要求而失效。為了完成腐蝕行為規(guī)律和腐蝕機(jī)理的有效研究，獲得高質(zhì)量EIS數(shù)據(jù)是直接關(guān)系到研究工作成功的前提。作者根據(jù)多年從事腐蝕EIS測(cè)試的經(jīng)歷，提供了從儀器選擇到電解池設(shè)計(jì)，從測(cè)試過(guò)程故障排除到阻抗譜質(zhì)量評(píng)價(jià)等諸方面細(xì)節(jié)分析和討論。

4.3 腐蝕過(guò)程等效電路模型解析準(zhǔn)則——等效電路升級(jí)為等效電路模型的必經(jīng)之路

EISEQC是ECPEISEQCEQCMECP解析過(guò)程中最主要的工作之一，已經(jīng)積累了大量成果，稍有經(jīng)驗(yàn)的研究人員都能夠從EIS響應(yīng)找到一些合適的EQC,完成EISEQC步驟，并采用合適的擬合模擬軟件驗(yàn)證所獲得的SEQC的等效性，本文不再贅述。但有效的阻抗譜擬合并不能證明該等效電路作為模型是有效的[7]。獲得SEQC僅僅是部分解析工作，除了一些已經(jīng)模型化驗(yàn)證確認(rèn)等效電路模型之外，還需要進(jìn)一步解析和驗(yàn)證EQCM。完整的解析工作是以獲得腐蝕過(guò)程等效電路模型EQCM為標(biāo)志。因此，還需要進(jìn)一步完成EQCEQCM解析步驟。

解析腐蝕過(guò)程EIS響應(yīng)的目的是獲得腐蝕過(guò)程的等效電路模型。其要求顧名思義極為簡(jiǎn)單，其一，與數(shù)學(xué)表達(dá)不同，該模型表達(dá)形式為電路，即用電子元件組成的電路來(lái)描述腐蝕過(guò)程；其二，該模型與腐蝕過(guò)程電化學(xué)阻抗響應(yīng)等效；其三，該模型組件性質(zhì)、結(jié)構(gòu)與腐蝕單元過(guò)程機(jī)理一致。據(jù)此，這也成為腐蝕過(guò)程等效電路模型的解析準(zhǔn)則，（1） EQCEIS等效電路模型的EIS響應(yīng)與腐蝕過(guò)程一致；（2） EQCEQCMECP等效電路模型組件形式和結(jié)構(gòu)與腐蝕過(guò)程機(jī)理一致。

如前所述，測(cè)量合格阻抗響應(yīng)后可根據(jù)阻抗譜特征組建相應(yīng)的電路，然后檢驗(yàn)其阻抗譜響應(yīng)等效性，再檢驗(yàn)其電路組件結(jié)構(gòu)一致性。全部通過(guò)后，則可確認(rèn)為該腐蝕過(guò)程的等效電路模型，完成解析建模。檢驗(yàn)過(guò)程似乎很簡(jiǎn)單，實(shí)際上在這一過(guò)程中需要合理解決一些復(fù)雜甚至是困難的問(wèn)題。例如，阻抗譜解析有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)存在多個(gè)與腐蝕過(guò)程阻抗譜一致的等效電路，而與腐蝕過(guò)程機(jī)理一致的等效電路模型只能有一個(gè)，從而需要進(jìn)一步檢驗(yàn)?zāi)囊粋€(gè)是合格的等效電路。再如，有時(shí)會(huì)根據(jù)單容抗弧阻抗響應(yīng)獲得雙時(shí)間常數(shù)等效電路；或者反之，根據(jù)雙容抗弧響應(yīng)獲得單時(shí)間常數(shù)的等效電路。盡管兩者阻抗譜響應(yīng)一致，也要解決結(jié)構(gòu)差異問(wèn)題。

4.4 等效電路與腐蝕過(guò)程阻抗譜一致性驗(yàn)證：EQCEIS

在腐蝕電化學(xué)阻抗譜等效電路解析方法中的“等效”是指解析的等效電路的模擬EIS與實(shí)測(cè)的腐蝕過(guò)程阻抗譜響應(yīng)在全頻率范圍一致。這種說(shuō)法與電子學(xué)中“等效即為外電路電壓/電流關(guān)系不變”說(shuō)法的意義是一致的。有些研究者常常認(rèn)為這是阻抗譜解析成功完成的標(biāo)志，認(rèn)為該等效電路即為腐蝕過(guò)程的模型。前述分析表明，完成這一步驟是建模過(guò)程確定為等效的部分，尚不能確認(rèn)是腐蝕過(guò)程模型。兩者的擬合精度自然也不具備確認(rèn)模型的功能，僅是等效電路的模擬精度。阻抗譜并非獨(dú)立技術(shù)，模型有效性驗(yàn)證還需要其他輔助技術(shù)[7]。雖然如此，等效電路與腐蝕過(guò)程阻抗譜一致性確認(rèn)仍然是解析過(guò)程的不可缺少的重要步驟之一。

4.5 等效電路與腐蝕過(guò)程一致性驗(yàn)證：EQCEQCMECP

如前所述，等效電路升級(jí)為等效電路模型EQCEQCMECP,必須進(jìn)行等效電路過(guò)程和腐蝕過(guò)程一致性驗(yàn)證，通過(guò)則為模型，不通過(guò)則不能成為模型。這是3E解析程序的關(guān)鍵步驟之一。

等效電路模型檢驗(yàn)判據(jù)是所建等效電路與腐蝕過(guò)程性質(zhì)和結(jié)構(gòu)一致，能夠有效模擬腐蝕過(guò)程。腐蝕模型用等效電路組件性質(zhì)來(lái)模擬腐蝕基本單元過(guò)程和結(jié)構(gòu)。腐蝕過(guò)程模擬等效組件性質(zhì)包括組件屬性、位置和連接關(guān)系。腐蝕過(guò)程等效電路模型不僅能夠模擬腐蝕過(guò)程機(jī)理，還能夠計(jì)算腐蝕參數(shù)，預(yù)測(cè)腐蝕行為和材料耐蝕壽命，設(shè)計(jì)腐蝕監(jiān)測(cè)和控制方法。這也是腐蝕項(xiàng)目研究的最終目標(biāo)。但達(dá)到這一步目標(biāo)并非易事，需要經(jīng)歷一系列嚴(yán)格的驗(yàn)證過(guò)程。

4.6 等效電路腐蝕模型驗(yàn)證判據(jù)—白腐蝕組件（WCE）

EQCEQCMECP模型驗(yàn)證是關(guān)系到所建等效電路是否成立為模型的必不可少的重要步驟，也是整個(gè)解析過(guò)程成敗的決定性環(huán)節(jié)。在EQC驗(yàn)證為EQCM以前，只能是不具備模型價(jià)值假設(shè)。為了進(jìn)行有效的模型驗(yàn)證，需要準(zhǔn)備盡可能多的輔助證據(jù)。因此，解析腐蝕過(guò)程之前就應(yīng)該考慮整個(gè)ECPEISEQCEQCMECP測(cè)試和解析過(guò)程細(xì)節(jié)，盡可能為模型驗(yàn)證步驟提供充分的驗(yàn)證素材和證據(jù)，才能確保明細(xì)驗(yàn)證步驟順利通過(guò)。

通常有兩條模型驗(yàn)證路線(xiàn)可選。其一是正面論證法，與動(dòng)力學(xué)方法類(lèi)似，從基本假設(shè)開(kāi)始，經(jīng)歷嚴(yán)謹(jǐn)邏輯路線(xiàn)數(shù)據(jù)分析和建模，并進(jìn)行第三方模型驗(yàn)證確認(rèn)與腐蝕過(guò)程一致性。其中任何步驟都不能存在數(shù)據(jù)解析和邏輯推理缺陷，方能夠通過(guò)模型驗(yàn)證。其二是反面驗(yàn)證法，分析審查模型候選等效電路的邏輯結(jié)構(gòu)缺陷，無(wú)任何缺陷則通過(guò)為模型，有任一缺陷存在則不通過(guò)。

與EIS動(dòng)力學(xué)解析法不同，等效電路解析EIS過(guò)程中的建立候選等效電路的方法是模擬法，即根據(jù)阻抗譜響應(yīng)特征分析和推測(cè)可能的等效電路組件和結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行阻抗譜擬合與模擬。與測(cè)定阻抗譜一致成為候選等效電路，不一致則淘汰出局。其結(jié)果優(yōu)劣常常取決于解析者的經(jīng)驗(yàn)和判斷力，因而存在嚴(yán)謹(jǐn)動(dòng)力學(xué)專(zhuān)家所詬病的不確定性和隨意性。消除這種不確定性的方法就是進(jìn)行嚴(yán)格的模型驗(yàn)證。顯然，因等效電路解析法并沒(méi)有經(jīng)歷嚴(yán)謹(jǐn)分析和邏輯論證過(guò)程，進(jìn)行正面驗(yàn)證其可靠性唯一性不僅需要窮舉所有可能候選等效電路，而且需要逐層次進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)分析論證，顯然極為困難。選擇反面驗(yàn)證法則是可行的高效途徑。驗(yàn)證是不需要嚴(yán)謹(jǐn)分析和論證，只需驗(yàn)證是否存在缺陷即可否定模型。

因此，這一驗(yàn)證方法的關(guān)鍵工具是檢驗(yàn)判據(jù)，該檢驗(yàn)判據(jù)必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)可靠性論證，或已經(jīng)歷廣泛應(yīng)用確認(rèn)其可靠性。已經(jīng)歷長(zhǎng)期研究工作確認(rèn)可靠性的典型腐蝕電化學(xué)過(guò)程等效電路模型組件性質(zhì)和連接方式均具有各自特征，已證實(shí)為WCE,可用作檢驗(yàn)等效電路模型一致性判據(jù)。如，雙電層電容、電荷遷移電阻、極化電阻、擴(kuò)散阻抗、涂層電容和電阻等。這些判據(jù)來(lái)源于大量公開(kāi)發(fā)表的研究成果，其可靠性毋庸置疑。隨著新腐蝕體系研究工作的發(fā)表，還會(huì)有新的驗(yàn)證判據(jù)可以采用，經(jīng)發(fā)展可形成WCE數(shù)據(jù)庫(kù)，以供模型驗(yàn)證時(shí)調(diào)用?？梢酝茢?，隨著WCE數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)展，模擬等效電路SEQC的模型驗(yàn)證過(guò)程會(huì)越來(lái)越簡(jiǎn)單有效，復(fù)雜腐蝕體系EIS解析過(guò)程也會(huì)變得更加簡(jiǎn)潔有效。

4.7 復(fù)雜腐蝕過(guò)程等效電路解析思路

經(jīng)歷多年的研究和積累，腐蝕科學(xué)與工程研究對(duì)象已經(jīng)從簡(jiǎn)單體系進(jìn)入復(fù)雜體系。復(fù)雜腐蝕體系主要特點(diǎn)是多相多界面過(guò)程動(dòng)態(tài)分布耦合體系。由于實(shí)際腐蝕現(xiàn)象皆以復(fù)雜體系形式發(fā)生于工程應(yīng)用環(huán)境中，近年來(lái)腐蝕EIS解析工作正在面對(duì)越來(lái)越多的復(fù)雜腐蝕體系。其中的典型實(shí)例是金屬/溶液界面中增加了膜相，如有機(jī)涂層膜、無(wú)機(jī)涂層膜、金屬涂鍍層膜、鈍化膜、化學(xué)轉(zhuǎn)化膜、腐蝕產(chǎn)物膜、緩蝕劑膜、微生物膜、疏水膜、自主裝膜、導(dǎo)電高分子膜等，簡(jiǎn)稱(chēng)為腐蝕膜。目前所涉及腐蝕膜的種類(lèi)不低于十?dāng)?shù)種，導(dǎo)電性、孔隙率等膜的性質(zhì)也分布很寬廣。文獻(xiàn)所見(jiàn)電化學(xué)阻抗譜解析腐蝕膜作用和機(jī)理的思路尚不清晰，解析過(guò)程嚴(yán)謹(jǐn)性和規(guī)范性存在質(zhì)疑，導(dǎo)致多數(shù)解析模型可靠性存在較大的不確定性。

發(fā)展復(fù)雜腐蝕體系電化學(xué)阻抗譜等效電路模型解析方法的途徑不外乎以下兩種，其一是根據(jù)膜阻抗及其變化的高低簡(jiǎn)化電流支路和等效電路模型；其二是分析各種膜的厚度、孔隙率、電導(dǎo)率、導(dǎo)電機(jī)制等基本電化學(xué)屬性劃分典型膜類(lèi)別，研究不同類(lèi)別阻抗響應(yīng)特征及其等效組件結(jié)構(gòu)和鑒別方法，并用于解析過(guò)程中。需要根據(jù)這一思路查明膜屬性與電化學(xué)阻抗譜響應(yīng)的關(guān)系，進(jìn)而發(fā)展相應(yīng)的等效電路表達(dá)技術(shù)。

除了腐蝕膜以外，復(fù)雜腐蝕體系還體現(xiàn)在腐蝕過(guò)程空間和時(shí)間分布性、動(dòng)態(tài)性和耦合性等。這些特征在實(shí)際腐蝕過(guò)程中以點(diǎn)蝕、縫蝕、焊縫腐蝕、應(yīng)力腐蝕等不同的局部腐蝕形式以及負(fù)阻抗響應(yīng)[8]廣泛存在。如何用EIS等效電路方法模擬這些復(fù)雜腐蝕狀態(tài)和過(guò)程尚需開(kāi)發(fā)新思路。作者擬在后續(xù)工作中系統(tǒng)分析這些過(guò)程的基本阻抗響應(yīng)特征并進(jìn)行分類(lèi)建模，以期建立這些復(fù)雜腐蝕體系適用的等效電路解析路線(xiàn)。

4.8 常見(jiàn)病態(tài)等效電路模型故障檢測(cè)

由于當(dāng)前等效電路解析電化學(xué)阻抗譜方法本身存在解析過(guò)程不嚴(yán)謹(jǐn)、不規(guī)范等先天不足，加之腐蝕過(guò)程復(fù)雜性，存在缺陷的病態(tài)等效電路模型常常見(jiàn)諸于國(guó)內(nèi)外高等級(jí)腐蝕期刊發(fā)表的研究論文中[9,10],有些甚至被經(jīng)常引用，這是一個(gè)必須加以關(guān)注的事實(shí)，也是本文撰寫(xiě)的初始推動(dòng)力。

論文擬在這一部分分析討論從已發(fā)表論文中提取的若干病態(tài)腐蝕等效電路及其模型的缺陷性質(zhì)、成因以及修正方法，目的是從應(yīng)用角度完善腐蝕電化學(xué)阻抗譜等效電路解析方法。事實(shí)上，常見(jiàn)的病態(tài)等效電路模型缺陷表現(xiàn)形式多種多樣，都可以根據(jù)前文建立的ECPEISEQCEQCMECP嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范的3E （EISEQCEQCM） 解析程序?qū)彶楹托拚?/span>

4.9 嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范完備的腐蝕EIS 3E解析路線(xiàn)圖

如前所述，等效電路解析方法貌似簡(jiǎn)單易用，如以建立模型為目標(biāo)，需要經(jīng)歷多個(gè)分析驗(yàn)證步驟才能完成。為達(dá)此目標(biāo)，必須嚴(yán)謹(jǐn)?shù)匾?guī)范化解析程序，增強(qiáng)邏輯性，降低不確定性，才能獲得具有較高學(xué)術(shù)價(jià)值的腐蝕模型。

為此，在上述工作基礎(chǔ)上，將匯總形成完備腐蝕電化學(xué)阻抗譜等效電路解析方法路線(xiàn)圖，形成嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范化解析規(guī)則。即使專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)不同、研究體系不同、解析方法不同，對(duì)于同一研究體系遵守同一解析規(guī)則，其解析結(jié)果即使存在差異也具有明確的可比性，會(huì)顯著消除當(dāng)前等效電路解析方法存在的不確定性和隨意性，提高這一解析方法的科學(xué)價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。

作者擬對(duì)上述9項(xiàng)工作內(nèi)容進(jìn)行深入研究、分析和討論，并將在后續(xù)系列論文中陸續(xù)報(bào)導(dǎo)。其目的是研究和發(fā)展嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范腐蝕過(guò)程電化學(xué)阻抗譜等效電路模型解析方法，為廣大腐蝕科研人員提供一種可靠易用的腐蝕電化學(xué)研究工具。

5 結(jié)束語(yǔ)

盡管等效電路模型解析腐蝕EIS方法存在推理不嚴(yán)謹(jǐn)，無(wú)實(shí)質(zhì)聯(lián)系形式模擬等缺陷，因其方法簡(jiǎn)單實(shí)用而人氣廣泛，尤其適用于復(fù)雜腐蝕體系。如能理順夯實(shí)其理論基礎(chǔ)，規(guī)劃其解析程序，充實(shí)其檢驗(yàn)判據(jù)，完善腐蝕阻抗譜數(shù)據(jù)庫(kù)，定能成為腐蝕研究強(qiáng)力工具。為此，本文對(duì)當(dāng)前腐蝕EIS等效電路解析方法的特點(diǎn)和現(xiàn)狀，發(fā)展和完善等效電路解析腐蝕EIS方法的必要性和可行性進(jìn)行了分析和討論，提出發(fā)展完備等效電路解析方法的可行步驟，包括解析方法物理化學(xué)基礎(chǔ)、解析模型驗(yàn)證與判據(jù)、病態(tài)等效電路模型起因、復(fù)雜腐蝕電化學(xué)阻抗譜解析思路和規(guī)范的EIS等效電路模型解析程序等問(wèn)題進(jìn)行探索，以期筑石鋪路，拋磚引玉，發(fā)展完備嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范的腐蝕電化學(xué)阻抗譜等效電路解析和建模技術(shù)。