本文關鍵詞：電化學工作站伏安測試技術研究與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：電化學測試分析方法在金屬的腐蝕研究以及電池參數(shù)的檢測上起著重要的作用,而已有的測試分析儀器對電化學測試分析還很不全面,選擇性比較差。本論文通過對以上問題的研究探索,依托于“973”項目子課題“電池安全性檢測技術研究”,對電化學伏安測試分析技術進行研究,在電化學工作站中,設計一套軟件測試與分析系統(tǒng),實現(xiàn)伏安方式下的各種測試方法,并完成伏安測試下的數(shù)據(jù)處理分析,對電化學反應中的參數(shù)進行提取。本論文完成的主要內(nèi)容有:1、針對穩(wěn)態(tài)測試中金屬腐蝕過程的腐蝕電流以及相關電化學參數(shù)的提取,采用了處理腐蝕金屬穩(wěn)態(tài)極化曲線的方式。對穩(wěn)態(tài)極化曲線的處理采用了三種方法:Tafel直線外推法,在強極化區(qū)對極化曲線方程式進行轉(zhuǎn)化變換求對數(shù)方法得Tafel關系式;弱極化區(qū)非線性擬合法,在弱極化區(qū)對極化曲線方程式進行改寫并通過非線性最小二乘法擬合提取參數(shù);線性極化法,在線性極化區(qū)采用級數(shù)展開略高次項,得到此區(qū)間極化曲線可近似為直線并得到直線關系式。2、針對暫態(tài)測試中在不同的測試條件下響應不同,通過控制測試條件形成了不同的電化學伏安測試方法,分為控制電流法和控制電壓法兩個方面來測試分析提取電化學參數(shù)。根據(jù)這兩種方法反應過程中電化學物質(zhì)傳遞過程不同,有電化學控制體系以及擴散控制體系,針對這兩種控制體系,分別采用等效電路法和擴散方程求解法來提取參數(shù)。對電化學控制體系,提取電化學模型即等效電路,結(jié)合不同激勵下的響應曲線和響應函數(shù),采用非線性最小二乘法提取等效電路的參數(shù)。對擴散控制體系對擴散方程求解,得到電極電位的響應函數(shù),利用非線性最小二乘算法提取電化學參數(shù)。根據(jù)普適可逆波方程,采用正交多項式判斷體系可逆特征。已有測試分析平臺在金屬腐蝕分析中主要是利用Tafel分析來計算腐蝕參數(shù),其對數(shù)據(jù)范圍要求較寬,有很大的局限性,本論文采用了三種分析方法,用戶可以根據(jù)需要選擇合適的數(shù)據(jù)段進行分析,準確的計算各腐蝕參數(shù)。在暫態(tài)中采用不同的測試方法從時域角度全面的分析等效電路模型參數(shù)。伏安測試技術在研究的基礎上,已將其功能集成于電化學軟件設計系統(tǒng)中,并結(jié)合硬件平臺對各種伏安方法進行全面測試與分析,測試結(jié)果準確、可靠,滿足設計要求。
【關鍵詞】：伏安測試技術 電化學參數(shù) 穩(wěn)態(tài) 暫態(tài)
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TH832
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 選題依據(jù)及研究意義10-11
• 1.1.1 選題依據(jù)10
• 1.1.2 研究意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 電化學測試技術研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 伏安測試技術的發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本課題研究的內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排13-15
• 第二章 電化學工作站伏安測試技術總體設計15-26
• 2.1 電化學工作站總體結(jié)構(gòu)15-16
• 2.2 電化學工作站伏安測試技術需求分析16
• 2.3 電化學工作站伏安測試技術設計目標16-19
• 2.4 電化學工作站伏安測試技術總體設計19-21
• 2.4.1 電化學工作站伏安測試技術軟件系統(tǒng)層次構(gòu)架19
• 2.4.2 電化學工作站伏安測試技術系統(tǒng)總體工作流19-20
• 2.4.3 電化學工作站伏安測試技術模塊方案設計20-21
• 2.5 電化學工作站伏安測試理論基礎21-24
• 2.5.1 電極過程與控制步驟21-22
• 2.5.2 電極反應的動力學方程式22-23
• 2.5.3 腐蝕金屬電極的極化曲線方程23-24
• 2.6 本章小結(jié)24-26
• 第三章 電化學工作站穩(wěn)態(tài)伏安測試技術研究與實現(xiàn)26-48
• 3.1 穩(wěn)態(tài)伏安測試技術總體設計26-27
• 3.2 穩(wěn)態(tài)測試方法的研究與實現(xiàn)27-29
• 3.3 基于Tafel直線外推法的研究與實現(xiàn)29-34
• 3.3.1 基于Tafel直線外推法的研究29-33
• 3.3.2 基于Tafel直線外推法的實現(xiàn)33-34
• 3.4 基于弱極化區(qū)非線性擬合法的研究與實現(xiàn)34-39
• 3.4.1 基于弱極化區(qū)非線性擬合法的研究34-38
• 3.4.2 基于弱極化區(qū)非線性擬合法的實現(xiàn)38-39
• 3.5 基于線性極化法的研究39-42
• 3.5.1 基于線性極化法的研究39-42
• 3.5.2 基于線性極化法的實現(xiàn)42
• 3.6 穩(wěn)態(tài)測試技術仿真比較與整體實現(xiàn)42-47
• 3.6.1 穩(wěn)態(tài)分析提取參數(shù)的仿真比較42-45
• 3.6.2 穩(wěn)態(tài)測試技術的整體軟件實現(xiàn)45-47
• 3.7 本章小結(jié)47-48
• 第四章 電化學工作站暫態(tài)伏安測試技術研究與實現(xiàn)48-77
• 4.1 暫態(tài)伏安測試技術總體設計48-49
• 4.2 暫態(tài)過程理論基礎49-52
• 4.2.1 電化學控制體系下等效電路模型分析49-51
• 4.2.2 擴散控制下擴散方程分析51-52
• 4.3 基于控制電流法的研究與實現(xiàn)52-64
• 4.3.1 基于控制電流法的研究52-59
• 4.3.2 基于控制電流法的實現(xiàn)59-64
• 4.4 基于控制電壓法的研究與實現(xiàn)64-76
• 4.4.1 基于控制電壓法的研究64-69
• 4.4.2 基于控制電壓法的實現(xiàn)69-76
• 4.5 本章小結(jié)76-77
• 第五章 電化學工作站伏安技術測試與分析77-92
• 5.1 伏安技術測試平臺搭建77-79
• 5.2 測試體系與測試工具79-81
• 5.3 穩(wěn)態(tài)伏安測試技術的測試驗證與分析81-85
• 5.4 暫態(tài)伏安測試技術的測試驗證與分析85-91
• 5.5 本章小結(jié)91-92
• 第六章 總結(jié)與展望92-93
• 6.1 工作總結(jié)92
• 6.2 工作展望92-93
• 致謝93-94
• 參考文獻94-96

【共引文獻】

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本文編號：317465