Analyse électrochimique

L'analyse électrochimique est un ensemble de techniques qui utilisent la stimulation électrique pour analyser la réactivité chimique d'une surface d'échantillon ou d'une solution. Les vitesses de réaction d'oxydation et de réduction sont contrôlées et mesurées par un potentiostat, connecté à des électrodes immergées dans un électrolyte. L'analyse électrochimique est utilisée par exemple pour l'étude de la corrosion, c'est-à-dire la dégradation d'un matériau due à la réaction avec son environnement. Les conditions de test (température, composition d'électrolyte, exclusion d'oxygène,…) peuvent être modifiées pour mieux comprendre le mécanisme de corrosion dans des environnements spécifiques. L'analyse électrochimique est utile pour la sélection des matériaux pendant la phase de conception ou la prévision des mécanismes de défaillance et de la durée de vie pendant le fonctionnement.

Dans les études de corrosion électrochimique, l'électrode de travail (WE) est le matériau étudié, qui est oxydé de manière contrôlée. Les réactions complémentaires pour maintenir l'équilibre des charges ont lieu au niveau d'une contre-électrode (CE) généralement inerte (par exemple le platine). Une électrode de référence (RE) est utilisée pour contrôler le potentiel près de la surface WE. Diverses techniques sont utilisées pour mesurer la résistance à la corrosion. Dans les mesures potentiostatiques, le potentiel du WE est constant et le courant est contrôlé en fonction du temps. Dans les mesures potentiodynamiques, le potentiel augmente généralement lentement et le courant en fonction de la tension est mesuré. La courbe courant-tension autour du potentiel de corrosion (potentiel où le courant est nul) peut être ajustée (analyse de Tafel), donnant le taux de corrosion en équilibre. Des balayages à une tension plus élevée peuvent être utilisés pour déterminer la passivation et la panne de passivation. La voltampérométrie cyclique (CV) est une forme spéciale d'analyse potentiodynamique, où la tension est montée et descendue à plusieurs reprises.

En spectroscopie d'impédance électrochimique (EIS), une tension alternative autour d'un décalage nul ou non nul est appliquée sur une large plage de fréquences (sous-Hz jusqu'à MHz). EIS fournit des informations sur les phénomènes dépendants du temps comme la conduction ionique dans les films diélectriques, les réactions chimiques à l'état solide, la relaxation dipolaire, etc.

Utilisations idéales de l'analyse électrochimique

  • Résistance à la corrosion des matériaux dans des environnements spécifiques
  • Qualité des revêtements anticorrosion ou passivation
  • Efficacité des inhibiteurs de corrosion dans les circuits d'eau de refroidissement

Nos points forts

  • Rapide par rapport aux tests de fiabilité
  • Informations quantitatives et reproductibles sur la vitesse de corrosion et l'analyse du mécanisme de corrosion

Limites

  • L'interprétation complète des données nécessite souvent des informations supplémentaires (par exemple, à partir de l'analyse de surface ou de la microscopie)
  • La taille et la géométrie de l'échantillon sont limitées; un test complet du produit est souvent impossible

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