GAMRY电化学工作站

 

 

一、设备名称：电化学工作站

规格型号：GAMRY Reference 3000

二、技术参数：

1.功率放大器：

（1）双功率输出模式：32V@1.5A, 15V@3A

（2）上升时间：<250 ns

（3）切换速率：<10uVrms

2.系统性能：

（1）最小时基：3.33μs

（2）本底噪音：10uVrms

（3）浮地功能：具备

3.电流测量（主机参数，非扩展）：

（1）量程：3pA～3000mA

（2）最小电流分辨： 100aA

4. 扫描速率：3000V/s

5. 电位测量：

（1）精度（直流）：<0.1% 满量程

（2）恒电位范围： 12V

（3）最小电位分辨：1μ V

（4）最小电位阶跃：12.5μ V

6. 阻抗特性：

（1）电化学交流阻抗频率范围：10μ Hz～1MHz

（2）AC 幅值（峰-峰）：5 uV--2.3V

（3）输入阻抗（主机参数，非扩展）：>> 100TOHms || < 0.2 pF

7. 辅助 I/O：16 位模拟输入、软件兼容的输入口、软件控制的输出口

8. iR 补偿

（1）模式：电流截断；正反馈

（2）最小截断时间：33μ s

（3）最大截断时间：715s

9. 软件：一体化软件，包括脉冲伏安、交流阻抗、直流腐蚀、脉冲伏安、临界点蚀、电化学噪音、频率调制、电化学信号分析、电化学能源软件包等不同化学分析方法，软件终

身免费升级。

10.扩展功能：（以下要求须给出详细技术说明响应）

（1）可连接临界点蚀温度测试装置进行临界点蚀测试测试；

（2）可连接拉曼光谱做光谱电化学测试。

（3）软件开放原始代码，便于进行二次开发系统。

三、工作原理：

图1 电化学工作站构成

电化学工作站是一台测量电位、电流、时间的仪器，由恒电位仪、恒电流仪和零电阻电流计组成。恒电位仪–控制电位，监测电流，恒电流仪–控制电流，监测电位，零电阻电流计–两个电极之间短路。电极连接方式可以采用两电极，三电极和四电极。

恒电位仪的三个主要部分：

控制放大器Control Amplifier (pump): 控制工作电极与参 比电极之间的电位。

静电计Electrometer (measure pressure): 测量工作电极 与参比电极之间的电位差。

电流/电压转换器Current-to-Voltage Converter (measure flow rate):  测量工作电极和对电极之间的电流。

恒电流仪Galvanostat：

控制和测量工作电极与辅助电极之间的电流

同时测量工作电极和参比电极之间的电位差

零电阻电流计ZRA •Zero Resistance Ammeter (ZRA)：

    控制两片材料之间的电位差为0V，并同时测量它们之间的电流。

同时也可以测量工作电极（其中的一片材料）相对于参比电极的电位。

用于电偶腐蚀、电化学噪声（ECN）。

四、应用领域

Reference 3000 可以使用Gamry所有的电化学软件进行电化学领域的研究：

• 合成化学

    • 传感器的研发 

• 动力学，热力学研究

• 电化学阻抗 

• 腐蚀

    • 涂层

    • 电分析

五、可开展实验项目

1、模拟油田环境的二氧化碳腐蚀试验

2、极化曲线测量及缓蚀剂的电化学评价

3、镀镍层的制备与防腐性能实验

4、铝合金阳极氧化膜制备与性能分析

5、涂层的电化学评价

六、可培训技能

1、了解该设备的原理和操作方法

2、学会用电化学的方法评价材料的腐蚀行为

3、掌握电化学分析方法

七、操作规程

1、仪器的校准

（1）将仪器接地。接地口在仪器后面板，接地线一端插入接地接口，另一端与地线相连。

（2）将电极引线按照颜色标识连在Dummy Cell其中的Calibration那一面。

（3）将Dummy Cell放入屏蔽盒中，黑色夹子夹在屏蔽盒上，盖好屏蔽盒。

（4）打开Framework，点击Experiment-Utilities-Calibrate Instrument。

（5）选择要做Calibration测试的仪器，校准类型选择Both，支流和交流都要做。

（6）确认连接Calibration，校准自动进行。测试完成后，在存储数据的文件夹中会出现命名如Calibration Results^####.txt的结果。打开结果，查看最后一行：System Passed Calibration with no warnings or errors。表明仪器正常，可进行电化学测试。

（7）如果在测试的过程中出现警告提示框，请点击忽略（Ignore）,测试会继续进行，出现多少，都选择忽略，直到测试完成。

（8）请再一次确认连接是否正确，是否连接Dummy Cell Calibration那一面，是否用屏蔽盒，黑色电极是否连在屏蔽盒上。确认无误后再一次进行校准测试，如果还是出现报警提示，请继续点忽略，直到测试完成。将Calibration Results^####.txt的结果发给Gamry工程师。

2、测试

（1）电极连接。三电极体系：红色和蓝色接工作电极；白色接参比电极；红色接辅助电极；黑色接法拉第笼，如果没有，和橙色连一起放一边。两电极体系：绿色和蓝色接正极；白色和红色接负极；黑色和橙色连在一起，放一边。

（2）选择相应的测试模块，进行参数设置，设置完成后，点击OK进行测试。

（3）保存数据，并对曲线进行相应的分析。

八、安全注意事项

1、电极连接线一定要正确，打开软件操作前务必再检查一次。

2、测试过程中，如果校准没有问题，但实验有问题，比如：有很多过载提示；曲线锯齿状，或出现两条线等奇怪的现象；曲线有时正常，有时不正常。可能的原因：连接问题；周围设备干扰；RE有问题。

3、参比电极内阻过大

检查参比电极有无气泡、结晶堵塞、污染物吸附；多孔材料堵塞，需要更换；避免过细过长的鲁金毛细管。

4、如果发生大面积的过载，及时停止实验。