連續監測試驗結果

圖 4-12 為一環氧樹脂塗層試樣連續監測一週之結果圖，圖中分別使用商用恆 電位儀和CID 3.1 監測塗層於腐蝕環境中長時間的劣化情形，並將結果顯示於同一 張圖中進行比較，其中0hr、3day、7day 之恆電位儀量測結果(彩色實線)和 CID 3.1 之單點|Z|1Hz阻抗值量測結果(實心點)具有良好的一致性。然而，當實驗天數增加而 塗層試樣的阻抗值繼續下降時，CID 3.1 即遭遇了量測上的問題，如圖 4-13 所示，

圖中為四個不同實驗天數CID 3.1 所量測得到之原始數據 V1、V2 波形，四張圖之 實驗天數為由上而下逐漸遞增，從圖中觀察到右側之V1 波形維持一致且波形之直 流位準均保持在0，左側之 V2 波形則隨著天數增加而出現向上偏移的現象，這個 現象的發生導致V2 波形無法被完整的擷取，因為數據的數值超過了 CID 3.1 的擷 取範圍，而不完整的波形會使得在進行分壓計算時所使用的振幅產生錯誤，導致計 算出來的阻抗值誤差過大，因而失去了後續的監測能力。因此若要將CID 3.1 用於 塗層的長期監測，勢必要將這個問題解決。

圖 4-12 環氧樹脂塗層試樣連續監測結果圖

圖 4-13 CID 3.1 量得 V2 波形(左)隨實驗天數增加而逐漸向上偏移

實驗所使用的試片其兩極組成為金屬底材搭配碳棒電極，並在中間充滿實驗 溶液，因此實驗初期塗層狀態仍良好時溶液無法接觸到金屬底材，故無化學反應發 生；當溶液侵入塗層中並且接觸到底材之後，便開始與底材產生化學反應，而整個 試片的組成就如同一個電化學電池，因此當反應發生後便開始產生直流電，導致 V2 交流訊號的直流位準產生偏移，最後使得 CID 3.1 無法擷取到 V2 波形。為解決 此問題，將 CID 3.1 的電路進行改良，在待測物的後端串聯一電容器，如圖 4-14 所示，由於電容器具有阻隔直流信號通過的特性，因此電容器常用來過濾訊號的直 流部分，只留下交流的部份。圖 4-15 為串聯電容器後之 CID 3.1 量測 V1、V2 訊 號波形，由圖中得知 V1 訊號之直流位準為 0，V2 訊號則因為電容器過濾直流的 特性，使得直流位準歸為0，如此一來便能夠量測到完整的 V2 波形，以進行長期 的連續監測試驗。

圖 4-14 串聯電容器於待測物後端之 CID 3.1 電路示意圖

圖 4-15 串聯電容器後之 CID 3.1 量測 V1(右)與 V2(左)訊號波形

圖 4-16 及表 4-12 為一環氧樹脂塗層試樣之連續監測結果圖，圖中分別使用 商用恆電位儀和CID 3.1 監測塗層於腐蝕環境中長時間的劣化情形，並將結果顯示 於同一張圖中進行比較，其中恆電位儀量測結果以彩色實線表示，CID 3.1 之單點

|Z|1Hz阻抗值量測結果以實心點表示。由圖中得知，恆電位儀之量測結果與CID 3.1 之量測結果具有良好的一致性，當塗層狀態為良好的電容性時，CID 3.1 可以準確 量得其阻抗值；當實驗天數達到20 天時，塗層的健康狀態下降，阻抗值發生明顯 的下降情形，而在此過程中CID 3.1 能夠敏銳地量測到塗層阻抗值的變化；最後，

當塗層阻抗值低於10⁸ ohm*cm²時，其保護能力大幅減弱，說明溶液已嚴重的侵入 塗層之中，因此塗層的阻抗值很快便下降至10⁷ ohm*cm²，而CID 3.1 依然能即時 地量測到阻抗值的變化，代表CID 3.1 具有足夠的敏銳度，並且具有足夠的量測性

圖 4-16 環氧樹脂塗層試樣之連續監測試驗結果 表 4-12 環氧樹脂塗層試樣之連續監測試驗數據

Sample (ohm*cm²) Potentiostat CID 3.1 標準差 誤差(%) 1day 7.48×10⁸ 7.57×10⁸ 6.76×10⁷ 1.2 10day 5.41×10⁸ 5.40×10⁸ 6.86×10⁷ 0.2 20day 3.88×10⁸ 3.92×10⁸ 1.20×10⁷ 1.0 21day 2.03×10⁸ 1.97×10⁸ 1.53×10⁷ 3.0 22day 1.01×10⁸ 9.37×10⁷ 7.98×10⁶ 7.2 23day 6.67×10⁶ 7.99×10⁶ 5.46×10⁵ 19.8