Name: potentiodynamic corrosion testing
Uploaded: 2016-09-04T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 43 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Potentiodynamic Corrosion Testing at JoVE.com

The authors had no funding provided for this study.

1. بناء صاحب العينة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بناء صاحب العينة من الفواصل الفولاذ المقاوم للصدأ والمسمار M3 الفولاذ المقاوم للصدأ مترابطة، والذي عقد في مكان مع الجوز سداسية M3. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة رأس المسمار الخيوط باستخدام كماشة وتلميع شريحة قطع للحفاظ على نمط الموضوع. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> عندما تكون جميع المكونات الفردية جاهزة، تجميع أصحاب الكهربائي. كل حامل القطب يحتوي على ثلاثة الفواصل انضمت معا عن طريق مسامير M3 مما أدى إلى مقبض 11.5 سم. وضع المكسرات سداسية عند تقاطع المسمار والفواصل لتأمين الاتصال. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لحام (60/40٪ من القصدير / الرصاص) مقطع التمساح بلا أسنان على المسمار في نهاية قضيب. وهذا ضمان عقد الشركة لنعلق في وقت لاحق الكهربائي أثناء التحليل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مرة واحدة يتم تجميعها أصحاب الكهربائي، وتطبيق العديد من الدروع ورنيش وقفة قبالة (تسرب كهربائي) لمنع قضبان الفولاذ المقاوم للصدأ من تآكل في حين منغمسين في غرفة التآكل. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إخضاع جميع أصحاب الكهربائي مع العينات التي تعلق على مقطع التمساح إلى غطاء الدخان قبل الطلاء. وضع حقنة 20 مل في غطاء الدخان. استخدام حقنة لجمع ورنيش وقفة قبالة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بدوره على غطاء الدخان وصب ورنيش وقفة قبالة في وعاء زجاجي صغير. سحب 10 مل من إيقاف إيقاف ورنيش في حقنة ومعطف سطح أصحاب الكهربائي. تأكد من عدم تغطية عينة اختبار، والتي سوف يتم تحليلها للتآكل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> معطف من نصف كل حامل الكهربائي ومكان في غطاء الدخان حتى يجف قبل طلاء النصف الآخر. وهذا سوف يساعد الحصول على كامل معطف مختومة جيدا دون الإضرار المناطق لتكون مغلفة. ضمان أنه خلال مرحلة التجفيف، والمناطق المغلفة حديثا لا تلمس الأسطح الأخرى، لأن هذا سوف تدمر طبقة تطبيقها. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع أصحاب الكهربائي في موقع مرتفع خلال تجفيف مع أي اتصال إلى أي السطوح. معطف الأقطاب بسرعة بسبب التصلب السريع للورنيش وقفة قبالة.هذا يكمل الطبقة الأولى. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الجاف مرة واحدة، كرر العملية للحصول على 3 طبقات على طول المنطقة بأكملها. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قبل الشروع في المدى التآكل، وترك أصحاب لتجف لمدة 24 ساعة بعد الانتهاء من معطف النهائي. تحدث عن عمليات الطلاء على RT، ليس هناك حاجة لتسخين أو تبريد الخطوات على الرغم من أنها قد تعجل / يتباطأ عملية المعالجة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> صنع قفص فاراداي <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بناء قفص فاراداي بواسطة طلاء اثنين من الأوعية البلاستيكية من نفس الحجم مع 4 طبقات من رقائق الألومنيوم لتغطية جميع الجوانب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قطع اثنين من الثقوب الصغيرة من على حافة الحاوية البلاستيكية العليا للسماح للاتصال القطب إلى potentiostat وخط النيتروجين إلى خزان نيتروجين بالمرور. تصميم انقسام قفص فاراداي يسمح المكون العلوي لإزالتها في نهاية شوط دون الحاجة إلى استبدال الجزء السفلي السكن الخزان. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تناسب المقصورة الخارجية (غرفة الماء) في قفص فاراداي. اوراقالبريد النصف الثاني إلى جانب ومكان على أعلى المقصورة أقل فقط عندما تم اغلاق السفينة التآكل (في وقت لاحق الداخلي). </li></ol></li></ol> 2. تنظيف الأواني الزجاجية <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تنظيف السفينة التآكل (700 مل أسطواني قارورة) قبل كل تشغيل للتآكل. فرك السفينة مع المنظفات المنزلية ويشطف جيدا بماء الصنبور. كرر هذه الخطوة 3 مرات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> شطف السفينة التآكل 3 مرات مع الماء (DI) غير المتأينة المياه لإزالة الملوثات المحتملة الموجودة في مياه الحنفية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مرة واحدة الشطف بالماء DI اكتمال صب 300 مل من الايثانول 95٪ في الإناء التآكل وتحوم حول الاتصال بجميع الأسطح الداخلية. من اجل الخروج من الإيثانول وكرر هذه الخطوة 3 مرات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ترك السفينة التآكل تحت الدخان غطاء محرك السيارة لمدة 30 دقيقة للسماح لجميع من الإيثانول لتتبخر تماما. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> خذ نظيفة، سفينة تآكل الجافة وشطفه مع بالكهرباء التي سيتم استخدامها على المدى التآكل. لهمنظمة العمل ضد الجوع شطف ملء السفينة التآكل مع 200 مل من بالكهرباء وتكرار هذا الإجراء 3 مرات. لهذه الدراسة، وشطف السفينة التآكل مع الفوسفات مخزنة المالحة (PBS). المادة الكيميائية المكياج من (10 لتر) بالكهرباء المستخدمة في برنامج تلفزيوني هو 80 جم كلوريد الصوديوم، 11.5 غ نا 2 هبو 4، 2 ز بوكل و 2 ز KHPO 4. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد شطف، وملء وعاء للتآكل مع الحجم المطلوب من برنامج تلفزيوني على استعداد للتفاعل. </li></ol> 3. الإعداد للجهاز <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> المشبك سخان مع نظام التداول يحمل في ثناياه عوامل إلى جانب مقصورة الخارجي باستخدام المشبك. حجم مقصورة الخارجي يجب أن يكون حوالي 30 سم × 20 سم × 20 سم ومصنوع من الزجاج إما أو البوليمر لتكون قادرة على السكن السفينة تآكل أصغر ونظام تدفئة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ملء المقصورة الخارجية مع الاستفادة من المياه حتى مستوى المياه أعلى من ارتفاع الأقطاب علقت داخل الوعاء التآكل. حجرة صغيرةهي سفينة التآكل (الموصوفة سابقا في القسم 2). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ختم السفينة التآكل مع كوب رد فعل الغطاء وتضييق لضمان ختم ماء. غطاء غرفة يوفر ست نقاط دخول لجهاز التجريبية والقياس. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تعليق ميزان حرارة من واحدة من نقاط دخول الغطاء رد فعل على تقديم قراءة لدرجة الحرارة داخل الخلية التآكل. تعليق جميع الأقطاب الثلاثة من الغطاء باستخدام نقاط دخول 3 أخرى. استخدام تترافلوروإيثيلين (PTFE) الشريط لتأمين ختم كل اتصال. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام تكوين ثلاثة الكهربائي، التي تتألف من إشارة، ومكافحة، ومسرى العمل. القطب العمل هو المسمار الصلب المقاوم للصدأ (عينة قيد التحليل). قبل إدخال القطب في الإناء التآكل، ويمسح مع الايثانول 80٪ غارقة مسح وضعها في كوب زجاجي مملوء 100 مل من برنامج تلفزيوني. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام دبوس اتصال إرفاق أصحاب الكهربائي على الحمالات الكهربائي. تناسب electrodالحمالات الإلكترونية في نقاط الدخول من غطاء السفينة التآكل و. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع قطب كهربائي يعمل مركزيا مع العداد والمرجعية القطب تعليقهم من أي من الجانبين. ختم نقطة دخول الزجاج والحمالات التآكل باستخدام الشريط PTFE. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لالقطب إشارة، استخدام معيار جي / أجكل. لالقطب المضاد، واستخدام شبكة البلاتين التي كانت عازمة فضفاضة للالتفاف حول العينة تحت الاختبار (العمل القطب). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ملء القطب حج / أجكل مع 3 M بوكل باستخدام ماصة. بعد الاستخدام المكثف والتغيير وإعادة ملء حج حج / الكلورين. للقيام بذلك الافراج عن غيض من القطب إلى تفريغه السائل في وعاء جمع كوب صغير (كوب). مرة واحدة فقط والحل هو إزالة إدراج غيض وملء مع 3 M بوكل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام الشريط على جميع التقاطعات لضمان مختومة الغرفة بأكملها. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مرة واحدة وختم الغرفة مع كل أقطاب كهربية وضعت داخل السفينة التآكل، وضبط درجة الحرارة إلى 37 درجة مئوية، وفتح النيتروجين صمام خفة دمها معدل التدفق من 150 سم 3 / دقيقة. ترك في درجة الحرارة والنيتروجين على التوالي لمدة 60 دقيقة قبل إجراء التشغيل. الاحتفاظ النيتروجين تشغيل لمدة التجربة. </li></ol> 4. تشغيل التآكل الاختبار <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> فتح حزمة البرامج الكهروكيميائية، والوصل مع potentiostat USB التي تسيطر عليها. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> جعل التوصيلات الكهربائية بين potentiostat و3 أقطاب ثم تتحول potentiostat جرا. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> فتح واستخدام &quot;عرض قياس&quot; لعرض قراءات الحاليين والمحتملين من بيئة تآكل. خلال مرحلة مفتوحة إمكانيات الدائرة (OCP) حيث لا إمكانية التعلية وبعد تطبيق القراءة الحالية بين عمل (الإمكانات الإيجابية) ومكافحة (سلبي) القطب حوالي (0 ± 0.01) أمبير. الختم غير لائق من الغرفة مع الشريط PTFE يمكن أن يسبب التقلبات في القراءة الحالية نظرا للغرفة التي الغازي مع غاز النيتروجين لإزالة جزيئات الأكسجين. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> اترك العينة لكي تتوازن والاستقرار داخل بيئة سفينة التآكل. المدة الزمنية لهذا تختلف (1-6 ساعة) وتعتمد على المواد. مراقبة إمكانية استخدام طريقة العرض قياس لتحديد ما إذا تم التوصل إلى شروط استقرت. واحتمال أن تكون ثابتة مع عدم وجود تقلبات عندما يتم التوصل إلى ظروف مستقرة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد التوصل إلى ظروف مستقرة، بدء تشغيل التآكل. ولكن قبل هذا يمكن القيام به، وملء في &quot;برنامج تآكل&quot; و &quot;voltammetry دوري (CV)&quot; شروط استخدام قالب الهيكل العظمي التي توفرها البرامج التحليلية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حدد إجراء القياس الفولطي potentiostat دوري داخل عرض برنامج الإعداد من علامة التبويب الداخلي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تمكين المعلمات التالية لأخذ عينات على المدى التآكل: الوقت، والعمل القطب (WE) المحتملة، والحالية على المدى التآكل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حدد الخيار لأتمتة النطاق الحالي. تعيين أعلى الحالية في مجموعة ليكون 10 أمبير، وأدنى الحالية في صانجى أن يكون 10 غ لدينا. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضمان السيطرة النهائية اختيار قطع من خلال الإمكانات من خلال وضع &quot;دورة الوراء&quot; المعلمة إلى 0.8 فولت للسماح للحلقة التباطؤ لإكمال. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تسجيل OCP من وجهة النظر قياس في مربع النص معلمة OCP. تحديد بداية محتملة 100 بالسيارات أقل من قيمة الفوسفاط سجلت. تعيين إمكانية قمة الرأس العلوي إلى 800 فولت، وانخفاض قمة الرأس إلى 100 فولت دون إمكانية بدء وتوقف القدرة على 100 فولت دون أدنى احتمال قمة الرأس. تعيين معدل المسح إلى 0.001 V / ثانية واحتمال خطوة إلى 0.0024 V / ثانية. الآن اضغط على بدء. </li></ol> 5. بعد الانتهاء من تشغيل التآكل ملاحظة: بعد الانتهاء من التآكل تشغيل يظهر مسح الاستقطاب داخل وجهة نظر التحليل من البرنامج. لكل الاستقطاب تشغيل يسرد وجهة نظر مقدم المكتب الشريف للفوسفاط، ومؤامرة للE مقابل طن وسلم السيرة الذاتية التي هي قطعة من E مقابل دخول (ط). <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> داخل كل مؤامرة لالحبر، وتحديد الترشيح الداخلي من نقاط البيانات، Tafel الاستقراء، وخيارات المؤامرة. توسيع كل وصلة عرض لإظهار المعلمات مختلفة من الفائدة، والتي تشكل مجتمعة المعلمات الكهروكيميائية. الفحص الاستقطاب (الكثافة الحالية مقابل المحتملة)، يحدد إمكانية فتح الدائرة، وتأليب المحتملة (حفرة E) وإمكانية الحماية (E الموالية). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> جدولة وانوديك والثوابت Tafel الكاثودية، ومعدل التآكل، وتآكل الحالية، والكثافة الحالية للتآكل، واحتمال بداية، وإمكانات نهاية تحت معدل التآكل باستخدام الرابط المنحدر Tafel. </li></ol> 6. إزالة عينة من حامل الكهربائي <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد 3 الجرار الصغيرة من 50 مل مع ثنائي كلورو ميثان تحت غطاء الدخان. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة العينات التي تم فحصها من أصحاب القطب بغمر الطرف الأدنى من حامل في ثنائي كلورو ميثان لمدة 30 دقيقة داخل الدخان غطاء محرك السيارة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مرة واحدة منفصلة، ​​وضع العينة في جرة القادمة منثنائي كلورو ميثان ويترك لمدة 15 دقيقة. كرر هذه العملية مع شطف الثالث والأخير للتخلص من أي طلاء الزائد على أقسام مرفق من العينة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مسح تسرب المتبقية من مقطع والعينة وشطف أخيرا بالماء DI. </li></ol>

<ol>
	<li>Isaacs, H. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aspects+of+corrosion+from+the+ECS+Publications.">Aspects of corrosion from the ECS Publications.</a> J. Electrochem. Soc. 149 (12), 85-87 (2002).</li><li>Fontana, M. G., Greene, N. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Corrosion Engineering. , (1978).</li><li>Pourbaix, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrochemical+corrosion+of+metallic+biomaterials.">Electrochemical corrosion of metallic biomaterials.</a> Biomaterials. 5 (3), 122-134 (1984).</li><li>Rechnitz, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Controlled-Potential Analysis. , (1963).</li><li>Silverman, D. C., Revie, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chapter+68.">Chapter 68.</a> Uhlig's Corrosion Handbook. , (2000).</li><li>Gurappa, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+different+materials+for+corrosion+resistance+under+simulated+body+fluid+conditions.">Characterization of different materials for corrosion resistance under simulated body fluid conditions.</a> Mater Charact. 49 (1), 73-79 (2002).</li><li>Antoniou, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metal+ion+levels+in+the+blood+of+patients+after+hip+resurfacing:+a+comparison+between+twenty-eight+and+thirty-six-millimeter-head+metal-on-metal+prostheses.">Metal ion levels in the blood of patients after hip resurfacing: a comparison between twenty-eight and thirty-six-millimeter-head metal-on-metal prostheses.</a> J Bone Joint Surg Am. 90, 142-148 (2008).</li><li>Billi, F., Campbell, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanotoxicology+of+metal+wear+particles+in+total+joint+arthroplasty:+a+review+of+current+concepts.">Nanotoxicology of metal wear particles in total joint arthroplasty: a review of current concepts.</a> J Appl Biomater Funct Mater. 8 (1), 1-6 (2010).</li><li>Bradberry, S. M., Wilkinson, J. M., Ferner, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Systemic+toxicity+related+to+metal+hip+prostheses.">Systemic toxicity related to metal hip prostheses.</a> Clin Toxicol (Phila). 52 (8), 837-847 (2014).</li><li>Davda, K., Lali, F. V., Sampson, B., Skinner, J. A., Hart, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+analysis+of+metal+ion+levels+in+the+joint+fluid+of+symptomatic+patients+with+metal-on-metal+hip+replacements.">An analysis of metal ion levels in the joint fluid of symptomatic patients with metal-on-metal hip replacements.</a> J Bone Joint Surg Br. 93 (6), 738-745 (2011).</li><li>Clarke, M. T., Lee, P. T., Arora, A., Villar, R. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Levels+of+metal+ions+after+small+and+large+diameter+metal-on-metal+hip+arthroplasty.">Levels of metal ions after small and large diameter metal-on-metal hip arthroplasty.</a> J Bone Joint Surg Br. 85 (6), 913-917 (2003).</li><li>Brown, S. A., Hughes, P. J., Merritt, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+studies+of+fretting+corrosion+of+orthopaedic+materials.">In vitro studies of fretting corrosion of orthopaedic materials.</a> J Orthop Res. 6 (4), 572-579 (1988).</li><li>Bryant, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterisation+of+the+surface+topography,+tomography+and+chemistry+of+fretting+corrosion+product+found+on+retrieved+polished+femoral+stems.">Characterisation of the surface topography, tomography and chemistry of fretting corrosion product found on retrieved polished femoral stems.</a> J Mech Behav Biomed Mater. 32, 321-334 (2014).</li><li>Jantzen, C., J&#248;rgensen, H. L., Duus, B. R., Sporring, S. L., Lauritzen, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chromium+and+cobalt+ion+concentrations+in+blood+and+serum+following+various+types+of+metal-on-metal+hip+arthroplasties.+A+literature+review.">Chromium and cobalt ion concentrations in blood and serum following various types of metal-on-metal hip arthroplasties. A literature review.</a> Acta Orthopaedica. 84 (3), 229-236 (2013).</li><li>Campbell, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Histological+Features+of+Pseudotumor-like+Tissues+From+Metal-on-Metal+Hips.">Histological Features of Pseudotumor-like Tissues From Metal-on-Metal Hips.</a> Clin. Orthop. Relat. Res. 468 (9), 2321-2327 (2010).</li><li>Cook, S. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+in+vivo+performance+of+250+internal+fixation+devices:+a+follow-up+study.">The in vivo performance of 250 internal fixation devices: a follow-up study.</a> Biomaterials. 8 (3), 177-184 (1987).</li><li>Cooper, H. J., Urban, R. M., Wixson, R. L., Meneghini, R. M., Jacobs, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adverse+local+tissue+reaction+arising+from+corrosion+at+the+femoral+neck-body+junction+in+a+dual-taper+stem+with+a+cobalt-chromium+modular+neck.">Adverse local tissue reaction arising from corrosion at the femoral neck-body junction in a dual-taper stem with a cobalt-chromium modular neck.</a> J Bone Joint Surg Am. 95 (10), 865-872 (2013).</li><li>Langton, D. J., Sprowson, A. P., Joyce, T. J., Reed, M., Carluke, I., Partington, P., Nargol, A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Blood+metal+ion+concentrations+after+hip+resurfacing+arthroplasty.">Blood metal ion concentrations after hip resurfacing arthroplasty.</a> J Bone Joint Surg Br. 91 (10), 1287-1295 (2009).</li><li>Langton, D. J., Jameson, S. S., Joyce, T. J., Webb, J., Nargol, A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+component+size+and+orientation+on+the+concentrations+of+metal+ions+after+resurfacing+arthroplasty+of+the+hip.">The effect of component size and orientation on the concentrations of metal ions after resurfacing arthroplasty of the hip.</a> J Bone Joint Surg Br. 90 (9), 1143-1151 (2008).</li><li>Daniel, J., Ziaee, H., Pradhan, C., McMinn, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Six-year+results+of+a+prospective+study+of+metal+ion+levels+in+young+patients+with+metal-on-metal+hip+resurfacings.">Six-year results of a prospective study of metal ion levels in young patients with metal-on-metal hip resurfacings.</a> J Bone Joint Surg Br. 91 (2), 176-179 (2009).</li><li>De Haan, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Correlation+between+inclination+of+the+acetabular+component+and+metal+ion+levels+in+metal-on-metal+hip+resurfacing+replacement.">Correlation between inclination of the acetabular component and metal ion levels in metal-on-metal hip resurfacing replacement.</a> J Bone Joint Surg Br. 90 (10), 1291-1297 (2008).</li><li>Dijkman, M. A., de Vries, I., Mulder-Spijkerboer, H., Meulenbelt, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cobalt+poisoning+due+to+metal-on-metal+hip+implants.">Cobalt poisoning due to metal-on-metal hip implants.</a> Ned Tijdschr Geneeskd. 156 (42), A4983 (2012).</li><li>Fisher, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioengineering+reasons+for+the+failure+of+metal-on-metal+hip+prostheses:+an+engineer's+perspective.">Bioengineering reasons for the failure of metal-on-metal hip prostheses: an engineer's perspective.</a> J Bone Joint Surg Br. 93 (8), 1001-1004 (2011).</li><li>Goldberg, J. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Multicenter+Retrieval+Study+of+the+Taper+Interfaces+of+Modular+Hip+Prostheses.">A Multicenter Retrieval Study of the Taper Interfaces of Modular Hip Prostheses.</a> Clin. Orthop. Relat. Res. (401), 149-161 (2002).</li><li>Ingham, E., Fisher, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biological+reactions+to+wear+debris+in+total+joint+replacement.">Biological reactions to wear debris in total joint replacement.</a> Proc Inst Mech Eng H. 214 (1), 21-37 (2000).</li><li>Gilbert, J. L., Buckley, C. A., Jacobs, J. J., Res, J. .. B. i. o. m. e. d. .. M. a. t. e. r. .. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+corrosion+of+modular+hip+prosthesis+components+in+mixed+and+similar+metal+combinations.+The+effect+of+crevice,+stress,+motion+and+allot+coupling.">In vivo corrosion of modular hip prosthesis components in mixed and similar metal combinations. The effect of crevice, stress, motion and allot coupling.</a> J. Biomed. Mater. Res. 76 (1), 1533-1544 (1993).</li><li>Browne, J. A., Bechtold, C. D., Berry, D. J., Hanssen, A. D., Lewallen, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Failed+metal-on-metal+hip+arthroplasties:+a+spectrum+of+clinical+presentations+and+operative+findings.">Failed metal-on-metal hip arthroplasties: a spectrum of clinical presentations and operative findings.</a> Clin. Orthop. Relat. Res. 468 (9), 2313-2320 (2010).</li><li>Jantzen, C., Jorgensen, H. L., Duus, B. R., Sporring, S. L., Lauritzen, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chromium+and+cobalt+ion+concentrations+in+blood+and+serum+following+various+types+of+metal-on-metal+hip+arthroplasties:+a+literature+overview.">Chromium and cobalt ion concentrations in blood and serum following various types of metal-on-metal hip arthroplasties: a literature overview.</a> Acta Orthop. 84 (3), 229-236 (2013).</li><li>Frangini, S., De Cristofaro, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+galvanostatic+polarisation+method+for+determining+reliable+pitting+potentials+on+stainless+steels+in+crevice-free+conditions.">Analysis of galvanostatic polarisation method for determining reliable pitting potentials on stainless steels in crevice-free conditions.</a> Corros Sci. 45 (12), 2769-2786 (2002).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

وأظهرت مسح الاستقطاب التي تنتج من العينات الفولاذ المقاوم للصدأ المؤامرات المستمرة نظيفة الربط مع بالاشعة ينظر في الأدب يدل على نظام تآكل يعمل بشكل جيد والتي هي على حد سواء موثوقة واستنساخه 29. يتم التعرف على استنساخ ضعف إمكانات تأليب عند جهد مع انتشار بضع مئات ...

توفر التقنيات الكهروكيميائية طريقة سريعة وغير مكلفة نسبيا للحصول على خصائص الكهروكيميائية من مادة. وتستند هذه التقنيات أساسا على القدرة على الكشف عن تآكل المعدن من خلال مراقبة استجابة عملية تهمة نقل إلى اضطراب الكهروكيميائية التي تسيطر عليها 1-5. تآكل المعادن يزرع في بيئة الجسم أمر بالغ الأهمية نظرا لآثارها السلبية على توافق مع الحياة والمادية سلامة 6. العامل الرئيسي الذي ساهم في تآكل يزرع داخل الجسم هو حل أكسيد السطح مما يؤدي إلى زيادة إطلاق الأيونات المعدنية 7-11. وهذا يؤدي إلى ردود الفعل البيولوجية السلبية، التي يمكن العثور عليها محليا، ولكن مع الآثار المحتملة النظامية مما أدى إلى فشل سابق لأوانه من زرع 10،12-28. ومن المتوقع خصائص التآكل لاختبار عينة من الفحص الاستقطاب المنتجةقبل potentiostat. تفحص الاستقطاب يسمح للاستقراء المعلمات الحركية وتآكل ركيزة معدنية. أثناء الفحص، وأكسدة أو الحد من الأنواع الكهربائية النشطة يمكن أن تكون محدودة بسبب تهمة نقل وحركة المواد المتفاعلة أو المنتجات. هذه العوامل كلها مغلفة بواسطة الفحص الاستقطاب. ولذلك فإن أهمية وجود نظام الذي ينتج مسح موثوق بها وقابلة للتكرار الاستقطاب عبر دورات متعددة ذات أهمية كبيرة. التركيز الرئيسي من هذا المخطوط هو توفير بروتوكول تحديد الأساس المنطقي والخطوات المتخذة للحصول على نظام التآكل عند جهد يعمل بشكل جيد.

<table><tbody><tr><td>Potentiostat</td><td>Metrohm</td><td>PGSTAT101</td><td></td></tr><tr><td>Ag/AgCl reference electrode, shielded</td><td>Metrohm</td><td>6.0729.100</td><td></td></tr><tr><td>Electrode shaft</td><td>Metrohm</td><td>6.1241.060</td><td></td></tr><tr><td>Polisher Forcipol 1v</td><td>Metkon</td><td>3602</td><td></td></tr><tr><td>Clindrical flask 700 ml</td><td>SciLabware</td><td>FR700F</td><td></td></tr><tr><td>Reaction lid</td><td>SciLabware</td><td>MAF2/41</td><td></td></tr><tr><td>Dichloromethane</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>MKBR7629V</td><td>Use under a fumehood. Wear protective clothing.</td></tr><tr><td>Thermo / HAAKE D Series Immersion Circulators</td><td>Haake</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

potentiodynamic corrosion testing

Different metallic materials have different polarization characteristics as dictated by the open circuit potential, breakdown potential, and passivation potential of the material. The detection of these electrochemical parameters identifies the corrosion factors of a material. A reliable and well-functioning corrosion system is required to achieve this.
Corrosion of the samples was achieved via a potentiodynamic polarization technique employing a three-electrode configuration, consisting of reference, counter, and working electrodes. Prior to commencement a baseline potential is obtained. Following the stabilization of the corrosion potential (Ecorr), the applied potential is ramped at a slow rate in the positive direction relative to the reference electrode. The working electrode was a stainless steel screw. The reference electrode was a standard Ag/AgCl. The counter electrode used was a platinum mesh. Having a reliable and well-functioning in vitro corrosion system to test biomaterials provides an in-expensive technique that allows for the systematic characterization of the material by determining the breakdown potential, to further understand the material's response to corrosion. The goal of the protocol is to set up and run an in vitro potentiodynamic corrosion system to analyze pitting corrosion for small metallic medical devices.

في ختام هذا الإجراء في المختبر نظام التآكل هو الإعداد لإجراء دراسات التآكل. تم اعتماد إجراءات معينة مثل تنظيف السفينة التآكل وقفص فاراداي في بروتوكول لتحسين أداء الضوضاء. المفهوم الأساسي للمسح الاستقطاب جيد هو تحديد الظروف الكهربائية المادي ?...

Watch this Scientific Journal Video about Potentiodynamic Corrosion Testing at JoVE.com

Potentiodynamic Corrosion Testing

Here, we present a protocol to set up and run an in vitro potentiodynamic corrosion system to analyze pitting corrosion for small metallic medical devices.

عند جهد اختبار التآكل

Different metallic materials have different polarization characteristics as dictated by the open circuit potential, breakdown potential, and passivation ...

Research

JoVE Journal

Environment

17.5K Views.  Prince of Wales Clinical School. Here, we present a protocol to set up and run an in vitro potentiodynamic corrosion system to analyze pitting corrosion for small metallic medical devices. 

Video: Potentiodynamic Corrosion Testing

Metal Corrosion and the Efficiency of Corrosion Inhibitors in Less Conductive Media

Material corrosion can be a limiting factor for different materials in many applications. Thus, it is necessary to better understand corrosion processes, prevent them and minimize the damages associated with them. One of the most important characteristics of corrosion processes is the corrosion rate. The measurement of corrosion rates is often very difficult or even impossible especially in less conductive, non-aqueous environments such as biofuels. Here, we present five different methods for the determination of corrosion rates and the efficiency of anti-corrosion protection in biofuels: (i) a static test, (ii) a dynamic test, (iii) a static test with a reflux cooler and electrochemical measurements (iv) in a two-electrode arrangement and (v) in a three-electrode arrangement. The static test is advantageous due to its low demands on material and instrumental equipment. The dynamic test allows for the testing of corrosion rates of metallic materials at more severe conditions. The static test with a reflux cooler allows for the testing in environments with higher viscosity (e.g., engine oils) at higher temperatures in the presence of oxidation or an inert atmosphere. The electrochemical measurements provide a more comprehensive view on corrosion processes. The presented cell geometries and arrangements (the two-electrode and three-electrode systems) make it possible to perform measurements in biofuel environments without base electrolytes that could have a negative impact on the results and load them with measurement errors. The presented methods make it possible to study the corrosion aggressiveness of an environment, the corrosion resistance of metallic materials, and the efficiency of corrosion inhibitors with representative and reproducible results. The results obtained using these methods can help to understand corrosion processes in more detail to minimize the damages caused by corrosion.

The testing of processes associated with material corrosion can often be difficult especially in non-aqueous environments. Here, we present different methods for short-term and long-term testing of corrosion behavior of non-aqueous environments such as biofuels, especially those containing bioethanol.

تآكل المعادن وكفاءة مثبطات التآكل في وسائل الإعلام أقل موصلة

Material corrosion can be a limiting factor for different materials in many applications. Thus, it is necessary to better understand corrosion processes, ...

Electrochemical Impedance Spectroscopy as a Tool for Electrochemical Rate Constant Estimation

Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) was used for advanced characterization of organic electroactive compounds along with cyclic voltammetry (CV). In the case of fast reversible electrochemical processes, current is predominantly affected by the rate of diffusion, which is the slowest and limiting stage. EIS is a powerful technique that allows separate analysis of stages of charge transfer that have different AC frequency response. The capability of the method was used to extract the value of charge transfer resistance, which characterizes the rate of charge exchange on the electrode-solution interface. The application of this technique is broad, from biochemistry up to organic electronics. In this work, we are presenting the method of analysis of organic compounds for optoelectronic applications.

Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) of species that undergo reversible oxidation or reduction in solution was used for determination of rate constants of oxidation or reduction.

المعاوقة الكهروكيميائية التحليل الطيفي كأداة لتقدير معدل الكهروكيميائية المستمر

Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) was used for advanced characterization of organic electroactive compounds along with cyclic voltammetry (CV). ...

Chemistry

Using Cyclic Voltammetry, UV-Vis-NIR, and EPR Spectroelectrochemistry to Analyze Organic Compounds

Cyclic voltammetry (CV) is a technique used in the analysis of organic compounds. When this technique is combined with electron paramagnetic resonance (EPR) or ultraviolet-visible and near-infrared (UV-Vis-NIR) spectroscopies, we obtain useful information such as electron affinity, ionization potential, band-gap energies, the type of charge carriers, and degradation information that can be used to synthesize stable organic electronic devices. In this study, we present electrochemical and spectroelectrochemical methods to analyze the processes occurring in active layers of an organic device as well as the generated charge carriers.

In this article, we describe electrochemical, electron paramagnetic resonance, and ultraviolet-visible and near-infrared spectroelectrochemical methods to analyze organic compounds for application in organic electronics.

استخدام فولتاميتري دوري، والأشعة فوق البنفسجية-Vis-قوائم الجرد الوطنية، والجيش الشعبي الثوري سبيكترويليكتروكهيميستري لتحليل المركبات العضوية

Cyclic voltammetry (CV) is a technique used in the analysis of organic compounds. When this technique is combined with electron paramagnetic resonance ...

Synthesis of Platinum-nickel Nanowires and Optimization for Oxygen Reduction Performance

Platinum-nickel (Pt-Ni) nanowires were developed as fuel cell electrocatalysts, and were optimized for the performance and durability in the oxygen reduction reaction. Spontaneous galvanic displacement was used to deposit Pt layers onto Ni nanowire substrates. The synthesis approach produced catalysts with high specific activities and high Pt surface areas. Hydrogen annealing improved Pt and Ni mixing and specific activity. Acid leaching was used to preferentially remove Ni near the nanowire surface, and oxygen annealing was used to stabilize near-surface Ni, improving durability and minimizing Ni dissolution. These protocols detail the optimization of each post-synthesis processing step, including hydrogen annealing to 250 &#176;C, exposure to 0.1 M nitric acid, and oxygen annealing to 175 &#176;C. Through these steps, Pt-Ni nanowires produced increased activities more than an order of magnitude than Pt nanoparticles, while offering significant durability improvements. The presented protocols are based on Pt-Ni systems in the development of fuel cell catalysts. These techniques have also been used for a variety of metal combinations, and can be applied to develop catalysts for a number of electrochemical processes.

&#160; The protocol describes the synthesis and electrochemical testing of platinum-nickel nanowires. Nanowires were synthesized by the galvanic displacement of a nickel nanowire template. Post-synthesis processing, including hydrogen annealing, acid leaching, and oxygen annealing were used to optimize nanowire performance and durability in the oxygen reduction reaction.

تركيب أسلاك البلاتين والنيكل والأمثل للأكسجين الحد من الأداء

Platinum-nickel (Pt-Ni) nanowires were developed as fuel cell electrocatalysts, and were optimized for the performance and durability in the oxygen ...

Experimental Protocol to Determine the Chloride Threshold Value for Corrosion in Samples Taken from Reinforced Concrete Structures

The aging of reinforced concrete infrastructure in developed countries imposes an urgent need for methods to reliably assess the condition of these structures. Corrosion of the embedded reinforcing steel is the most frequent cause for degradation. While it is well known that the ability of a structure to withstand corrosion depends strongly on factors such as the materials used or the age, it is common practice to rely on threshold values stipulated in standards or textbooks. These threshold values for corrosion initiation (Ccrit) are independent of the actual properties of a certain structure, which clearly limits the accuracy of condition assessments and service life predictions. The practice of using tabulated values can be traced to the lack of reliable methods to determine Ccrit on-site and in the laboratory.
Here, an experimental protocol to determine Ccrit for individual engineering structures or structural members is presented. A number of reinforced concrete samples are taken from structures and laboratory corrosion testing is performed. The main advantage of this method is that it ensures real conditions concerning parameters that are well known to greatly influence Ccrit, such as the steel-concrete interface, which cannot be representatively mimicked in laboratory-produced samples. At the same time, the accelerated corrosion test in the laboratory permits the reliable determination of Ccrit prior to corrosion initiation on the tested structure; this is a major advantage over all common condition assessment methods that only permit estimating the conditions for corrosion after initiation, i.e., when the structure is already damaged.
The protocol yields the statistical distribution of Ccrit for the tested structure. This serves as a basis for probabilistic prediction models for the remaining time to corrosion, which is needed for maintenance planning. This method can potentially be used in material testing of civil infrastructures, similar to established methods used for mechanical testing.

We propose a method to measure a parameter that is highly relevant for corrosion assessments or predictions of reinforced concrete structures, with the main advantage of permitting testing of samples from engineering structures. This ensures real conditions at the steel-concrete interface, which are crucial to avoid artifacts of laboratory-made samples.

بروتوكول تجريبي لتحديد قيمة العتبة كلوريد للتآكل في العينات المأخوذة من هياكل الخرسانة المسلحة

The aging of reinforced concrete infrastructure in developed countries imposes an urgent need for methods to reliably assess the condition of these ...

Engineering

Determination of Thermodynamic Properties of Alkaline Earth-liquid Metal Alloys Using the Electromotive Force Technique

A novel electrochemical cell based on a CaF2 solid-state electrolyte has been developed to measure the electromotive force (emf) of binary alkaline earth-liquid metal alloys as functions of both composition and temperature in order to acquire thermodynamic data. The cell consists of a chemically stable solid-state CaF2-AF2 electrolyte (where A is the alkaline-earth element such as Ca, Sr, or Ba), with binary A-B alloy (where B is the liquid metal such as Bi or Sb) working electrodes, and a pure A metal reference electrode. Emf data are collected over a temperature range of 723 K to 1,123 K in 25 K increments for multiple alloy compositions per experiment and the results are analyzed to yield activity values, phase transition temperatures, and partial molar entropies/enthalpies for each composition.

This protocol describes the measurement of the electromotive force of alkaline-earth elements in liquid metal alloys at high temperatures (723-1,123 K) to determine their thermodynamic properties, including activity, partial molar entropy, partial molar enthalpy, and phase transition temperatures, over a wide composition range.

تحديد الخواص الحرارية للسبائك المعدنية الأرض قلوية السائل باستخدام تقنية القوة الدافعة الكهربائية

A novel electrochemical cell based on a CaF2 solid-state electrolyte has been developed to measure the electromotive force (emf) of binary alkaline ...

Determining Tribocorrosion Rate and Wear-Corrosion Synergy of Bulk and Thin Film Aluminum Alloys

The increasing complexity and severity of service conditions in areas, such as aerospace and marine industries, nuclear systems, microelectronics, batteries, and biomedical devices, etc., impose great challenges on the reliable performance of alloys exposed to extreme conditions where mechanical and electrochemical attack co-exist. Finding ways for alloys to mitigate the combined attack of wear and corrosion (i.e., tribocorrosion) under such extreme conditions is thus highly critical for improving their reliability and service lifetime when used in such conditions. The challenge lies in the fact that wear and corrosion are not independent of each other, but rather work synergistically to accelerate the total material loss. Thus, a reliable method to evaluate the tribocorrosion resistance of metals and alloys is needed. Here, a protocol for measuring the tribocorrosion rate and wear-corrosion synergy of Al-based bulk and thin film samples in a corrosive environment under room temperature is presented.

Here, we present a protocol to measure the tribocorrosion rate and wear-corrosion synergy of thin film and bulk Al alloys in simulated sea water at room temperature.

تحديد معدل تريبوكوروسيون والتآزر ارتداء التآكل لسبائك الألومنيوم الفيلم السائبة ورقيقة

The increasing complexity and severity of service conditions in areas, such as aerospace and marine industries, nuclear systems, microelectronics, ...

Electrochemical Roughening of Thin-Film Platinum Macro and Microelectrodes

This protocol demonstrates a method for electrochemical roughening of thin-film platinum electrodes without preferential dissolution at grain boundaries of the metal. Using this method, a crack free, thin-film macroelectrode surface with up to 40 times increase in active surface area was obtained. The roughening is easy to do in a standard electrochemical characterization laboratory and incudes the application of voltage pulses followed by extended application of a reductive voltage in a perchloric acid solution. The protocol includes the chemical and electrochemical preparation of both a macroscale (1.2 mm diameter) and microscale (20 &#181;m diameter) platinum disc electrode surface, roughening the electrode surface and characterizing the effects of surface roughening on electrode active surface area. This electrochemical characterization includes cyclic voltammetry and impedance spectroscopy and is demonstrated for both the macroelectrodes and the microelectrodes. Roughening increases electrode active surface area, decreases electrode impedance, increases platinum charge injection limits to those of titanium nitride electrodes of same geometry and improves substrates for adhesion of electrochemically deposited films.

This protocol demonstrates a method for electrochemical roughening of thin-film platinum electrodes without preferential dissolution at grain boundaries. The electrochemical techniques of cyclic voltammetry and impedance spectroscopy are demonstrated to characterize these electrode surfaces.

التخوى الكهروكيميائي من رقيقة فيلم البلاتين ماكرو وmicroelectrodes

This protocol demonstrates a method for electrochemical roughening of thin-film platinum electrodes without preferential dissolution at grain boundaries ...

Applying Dynamic Strain on Thin Oxide Films Immobilized on a Pseudoelastic Nickel-Titanium Alloy

Direct alteration of material structure/function through strain is a growing area of research that has allowed for novel properties of materials to emerge. Tuning material structure can be achieved by controlling an external force imposed on materials and inducing stress-strain responses (i.e., applying dynamic strain). Electroactive thin films are typically deposited on shape or volume tunable elastic substrates, where mechanical loading (i.e., compression or tension) can affect film structure and function through imposed strain. Here, we summarize methods for straining n-type doped titanium dioxide (TiO2) films prepared by a thermal treatment of a pseudo-elastic nickel-titanium alloy (Nitinol). The main purpose of the described methods is to study how strain affects electrocatalytic activities of metal oxide, specifically hydrogen evolution and oxygen evolution reactions. The same system can be adapted to study the effect of strain more broadly. Strain engineering can be applied for optimization of a material function, as well as for design of adjustable, multifunctional (photo)electrocatalytic materials under external stress control.

Dynamic, tensile strain is applied on TiO2 thin films to study the effects of strain on electrocatalysis, specifically proton reduction and water oxidation. TiO2 films are prepared by thermal treatment of the pseudo-elastic NiTi alloy (Nitinol).

تطبيق الضغط الديناميكي على أفلام أكسيد رقيقة شل على سبائك النيكل التيتانيوم الزائفة

Direct alteration of material structure/function through strain is a growing area of research that has allowed for novel properties of materials to ...

Electrochemical Measurements of Supported Catalysts Using a Potentiostat/Galvanostat

Source: Laboratory of Dr. Yuriy Rom&#225;n &#8212; Massachusetts Institute of Technology
A potentiostat/galvanostat (often referred to as simply a potentiostat) is an instrument that measures current at an applied potential (potentiostatic operation) or measures potential at an applied current (galvanostatic operation) (Figure 1). It is the most commonly used instrument in the electrochemical characterization of anode and cathode materials for fuel cells, electrolyzers, batteries, and supercapacitors.
Conventionally, these anode and cathode materials are interfaced with a potentiostat via a three-electrode electrochemical cell. The electrode leads from the potentiostat are connected to the reference electrode, the counter electrode (often called the auxiliary electrode), and the working electrode (which contains the test material of interest). The electrochemical cell is then filled with a high ionic strength electrolyte solution, such as an acidic, alkaline, or salt solution. The media for this high ionic strength solution is typically aqueous; however, for applications necessitating higher operating cell potential windows, such as batteries and supercapacitors, non-aqueous media is often used. The cell media is degassed with an inert gas (to prevent unwanted side reactions) or with a test gas (if the test reaction involves a gas at one of the electrodes).
Alternatively, a salt bridge or membrane is employed to maintain ionic contact if the two half cells are to be measured in different electrolytes. In heterogeneous electrocatalysis, this type of &#34;two compartment&#34; cell is often used if the test molecule at the working electrode is also reactive at the counterelectrode. This happens frequently as the counterelectrode typically employed is platinum, which is a highly active catalyst for many reactions. Here, single compartment cells will be used, where all three electrodes are in the same media.
This video will explain the process of polishing a working electrode, preparing a catalyst ink, mounting the catalyst ink onto the working electrode, preparing the electrochemical cell, and then performing electrochemical measurements. The measurements that are performed include: cyclic voltammetry (CV), linear sweep voltammetry (LSV), chronopotentiometry (CP), and chronoamperometry (CA).
<img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/5698/5698fig1.jpg" /> 
Figure 1. An example of a single compartment electrochemical cell. a.) Teflon cap, b.) glass cell, c.) Pt wire counter electrode, d.) working electrode, e.) Ag/AgCl reference electrode, f.) 0.5 M aqueous sulfuric acid electrolyte solution.