交流阻抗髮式電化學測試技術中一類十分重要的方法，是研究電極過程動力學和表面現象的重要手段。特別是近年來，由於頻率響應分析儀的快速發展,交流阻抗的測試精度越來越高，超低頻訊號阻抗譜也具有良好的重現性，再加上計算機技術的進步，對阻抗譜解析的自動化程度越來越高，這就使我們能更好的理解電極表面雙電層結構，活化鈍化膜轉換，孔蝕的誘發、發展、終止以及活性物質的吸脫附過程。
交流阻抗譜的解析一般是通過等效電路來進行的，其中基本的元件包括：純電阻r，純電容c，阻抗值為1/jωc，純電感l，其阻抗值為jωl。實際測量中，將某一頻率為ω的微擾正弦波訊號施加到電解池，這是可把雙電層看成乙個電容，把電極本身、溶液及電極反應所引起的阻力均視為電阻，則等效電路如圖1所示。
圖1. 用大面積惰性電極為輔助電極時電解池的等效電路
圖中a、b 分別表示電解池的研究電極和輔助電極兩端，ra、rb分別表示電極材料本身的電阻，cab表示研究電極與輔助電極之間的電容，cd與cd』表示研究電極和輔助電極的雙電層電容，zf與zf』表示研究電極與輔助電極的交流阻抗。通常稱為電解阻抗或法拉第阻抗，其數值決定於電極動力學引數及測量訊號的頻率，rl表示輔助電極與工作電極之間的溶液電阻。一般將雙電層電容cd與法拉第阻抗的併聯稱為介面阻抗z。
實際測量中，電極本身的內阻很小，且輔助電極與工作電極之間的距離較大，故電容cab一般遠遠小於雙電層電容cd。如果輔助電極上不發生電化學反映，即zf』特別大，又使輔助電極的面積遠大於研究電極的面積（例如用大的鉑黑電極），則cd』很大，其容抗xcd』比串聯電路中的其他元件小得多，因此輔助電極的介面阻抗可忽略，於是圖1可簡化成圖2，這也是比較常見的等效電路。
圖2. 用大面積惰性電極為輔助電極時電解池的簡化電路
以上所講的等效電路僅僅為基本電路，實際上，由於電極表面的瀰散效應的存在，所測得的雙電層電容不是乙個常數，而是隨交流訊號的頻率和幅值而發生改變的，一般來講，瀰散效應主要與電極表面電流分布有關，在腐蝕電位附近，電極表面上陰、陽極電流並存，當介質中存在緩蝕劑時，電極表面就會為緩蝕劑層所覆蓋，此時，鐵離子只能在區域性區域穿透緩蝕劑層形成陽極電流，這樣就導致電流分布極度不均勻，瀰散效應係數較低。表現為容抗弧變「癟」，如圖3所示。另外電極表面的粗糙度也能影響瀰散效應係數變化，一般電極表面越粗糙，瀰散效應係數越低。
在表徵瀰散效應時,近來提出了一種新的電化學元件cpe,cpe的等效電路解析式為：
，cpe的阻抗由兩個引數來定義，即cpe-t，cpe-p，我們知道，
，因此cpe元件的阻抗z可以表示為，這一等效元件的幅角為φ=--pπ/2，由於它的阻抗的數值是角頻率ω的函式，而它的幅角與頻率無關，故文獻上把這種元件稱為常相位角元件。
實際上，當p=1時，如果令t=c，則有z=1/（jωc），此時cpe相當於乙個純電容，波特圖上為一正半圓，相應電流的相位超過電位正好90度，當p=-1時，如果令t=1/l，則有z=jωl，此時cpe相當於乙個純電感，波特圖上為一反置的正半圓，相應電流的相位落後電位正好90度；當p=0時，如果令t=1/r，則z=r，此時cpe完全是乙個電阻。
一般當電極表面存在瀰散效應時，cpe-p值總是在1~0.5之間，阻抗波特圖表現為向下旋轉一定角度的半圓圖。
φ圖3 具有瀰散效應的阻抗圖
可以證明,瀰散角φ=π/2*(1-cpe-p),
特別有意義的是，當cpe-p=0.5時,cpe可以用來取代有限擴散層的warburg元件，warburg元件是用來描述電荷通過擴散穿過某一阻擋層時的電極行為。在極低頻率下，帶電荷的離子可以擴散到很深的位置，甚至穿透擴散層，產生乙個有限厚度的warburg元件，如果擴散層足夠厚或者足夠緻密,將導致即使在極限低的頻率下，離子也無法穿透,從而形成無限厚度的warburg元件，而cpe正好可以模擬無限厚度的warburg元件的高頻部分。
當cpe-p=0.5時，，其阻抗圖為圖3所示，一般在ph>13的鹼溶液中，由於生成緻密的鈍化膜，阻礙了離子的擴散通道，因此可以觀察到圖4所示的波特圖。
圖4. 當cpe-p為0.5時（左）及在na2co3溶液中的波特圖
本元件主要用來解析一維擴散控制的電化學體系，其阻抗為，一般在解析過程中，設定p=0.5，並且ws-t=l2/d，（其中l是有效擴散層厚度，d是微粒的一維擴散係數），計算表明，當ω->0時,z=r,當ω->+∞，在,與cpe-p=0.5時的阻抗表示式相同，阻抗圖如圖5。
圖5. 閉環的半無限的warburg阻抗圖
本元件也是用來描述一維擴散控制的電化學體系，其阻抗為，其中ctnh為反正且函式，f（x）=ln[（1+x）/（1-x）]。與閉環模型不同的是，其阻抗圖的實部在低頻時並不與實軸相交。而是向虛部方向發散。
即在低頻時，更像乙個電容。典型的阻抗圖如圖6。
圖6. 發散的半無限的warburg阻抗圖
對阻抗的解析使乙個十分複雜的過程,這不單是乙個曲線擬合的問題,事實上，你可以選擇多個等效電路來擬合同乙個阻抗圖,而且曲線吻合的相當好，但這就帶來了另外乙個問題，哪乙個電路符合實際情況呢，這其實也是最關鍵的問題。他需要有相當豐富的電化學知識。需要對所研究體系有比較深刻的認識。
而且在複雜的情況下，單純依賴交流阻抗是難以解決問題的，需要輔助以極化曲線以及其它暫態試驗方法。
由於阻抗測量基本是乙個暫態測量，所以工作電極，輔助電極以及參比電極的魯金毛細管的位置極有要求。例如魯金毛細管距離參比電極的位置不同，在阻抗圖的高頻部分就會表現出很大的差異，距離遠時，高頻部分僅出現半個容抗弧，距離近時，高頻弧變成乙個封閉的弧；當毛細管緊挨著工作電極表面時，可能會出現感抗弧，這其中原因還不清楚。
為了有利於大家在今後的試驗中對阻抗圖有乙個粗略的認識，下面簡單將幾種常見阻抗圖譜介紹一下。
如果緩蝕劑不參與電極反應,不產生吸附絡合物等中間產物，則它的阻抗圖僅有乙個時間常數，表現為變形的單容抗弧，這是由於緩蝕劑在表面的吸附會使瀰散效應增大，同時也使雙電層電容值下降，其阻抗圖及其等效電路如圖7。
圖7. 具有乙個時間常數的單容抗弧阻抗圖
塗裝金屬電極存在兩個容性時間常數，乙個時塗層本身的電容，另外乙個是金屬表面的雙電層電容，阻抗圖上具有雙容抗弧，如圖8所示。
圖8. 具有兩個時間常數的塗層金屬阻抗圖
等效電路中的ccoat為塗層本身的電容，rcoat為塗層電阻，cdl為塗層下的雙電層電容,當溶液通過塗層滲透到金屬表面時，還會有電化學反應發生，rcorr為電極反應的阻抗。
當金屬表面存在區域性腐蝕（點腐蝕），點蝕可描述為電阻與電容的串聯電路，其中電阻rpit為蝕點內溶液電阻，一般rpit=1~100ω之間。而是實際體系測得的阻抗應為電極表面鈍化面積與活化面積（即點蝕坑）的介面阻抗的併聯耦合。但因鈍化面積的阻抗遠遠高於活化免得阻抗，因而實際上阻抗頻譜圖反映了電極表面活化面積上的阻抗，即兩個時間常數疊合在一起，表現為乙個加寬的容抗弧。
其阻抗圖譜與等效電路如圖9所示。
圖9. 表面存在區域性腐蝕時阻抗圖
所謂半無限擴散過程，是指溶液中的擴散區域，即在定態下擴散粒子的濃度梯度為一定數值的區域，擴散層厚度為無窮大，不過一般如果擴散層厚度大於數釐公尺後，即可認為滿足這一條件。此時法拉第阻抗就等於半無限擴散控制的濃差極化阻抗zw與電極反應阻抗zf的串聯，其阻抗，電極反應完全受擴散步驟控制，外加的交流訊號只會引起表面反應粒子濃度的波動，且電極表面反應粒子的濃度波動相位角正好比交流電流落後45度，阻抗圖為45度角的傾斜直線，如圖10所示。如果法拉第阻抗中有warburg阻抗，則rp無窮大,但在腐蝕電位下，由於總的法拉第阻抗是陽極反應阻抗與陰極反應阻抗的併聯，一般僅有陰極反應有zw，故此時總的rp應為陽極反應的rp1值，zf仍為有限值。
當電極表面存在較厚且緻密的鈍化膜時，由於膜電阻很大，離子的遷移過程受到極大的抑制，所以在低頻部分其阻抗譜也表現為一條45度傾角的斜線。
圖10. 表面存在緻密的鈍化膜時的阻抗圖
當擴散層厚度有限時，即在距電極表面l處，擴散粒子的濃度為一不隨時間變化的定值，則有，在低頻是完全由濃差擴散控制，但在高頻使它相當於乙個rc串聯電路，見2.2節。實際測量中，當電極表面的存在擴散層控制時，在較低頻率下，離子的遷移過程可以通過延長時間來擴散到金屬表面，發生電化學反應，因此波特圖表現為一閉合的圓弧，可以用有限擴散層厚度的warburg阻抗來模擬，如圖11所示。
圖11. 表面存在非緻密的鈍化膜時的阻抗圖
在混合控制下，交流訊號通過電極時，除了濃差極化外還將出現電化學極化，這時電極的法拉第阻抗比較複雜，在高頻部分為雙電層的容抗弧，而在低頻部分，擴散控制將超過電化學控制，出現warburg阻抗，其等效電路及阻抗圖如圖12所示。
圖12. 同時受擴散和電化學控制的阻抗圖
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