一種可控溫的電化學測試用電解池的製作方法

2023-05-09 07:21:01 2

專利名稱：一種可控溫的電化學測試用電解池的製作方法
技術領域：
本發明涉及電化學測試配套設備，特別是涉及一種電化學測試用電解池。
背景技術：
現有的電化學測試金屬耐腐蝕性能或金屬表面膜層的保護性能都要使用到電解池。傳統的電解池由以下幾個基本組成部分工作電極、電解質、電解池(四口或三口燒瓶)、提供極化電流迴路的輔助電極(對電極)、測量電極電位的參比電極。金屬在電解液中的電化學腐蝕行為、電池的性能、電化學合成、電化學沉積、各種半導體電極的電化學性質、塗料的性能研究及測試中常用的工作電極是平板電極，這種電極常把導線焊接或粘接在其工作面上，非工作面用電絕緣材料包覆一定厚度和寬度，然後把工作電極打磨到能放入電解池·的尺寸和所要求的表面粗糙度，這種製備工作電極的方法耗時長、浪費原材料、效率低，試樣尺寸受電解池燒瓶口徑限制，而且人為引入諸多會引起錯誤測量結果的因素，如導線與電極間易發生虛焊等連接不良現象；包覆體與試樣之間會出現氣泡和縫隙；電解液進入試樣與包覆體間引起縫隙腐蝕；電絕緣材料組分的溶解而汙染電解液；電極面積不容易測量準確；焊接會使試樣產生熱影響區等。一些難以焊接(如鋁合金、鎂合金等)的金屬，表面有塗、鍍層的金屬不適合用上述封樣方法和電解池。另外，普通的電化學測試用電解池的控溫一般採用恆溫水浴槽直接加熱，水浴槽中的電爐絲或其它電路會產生交流渦流，影響電化學測試信號和結果。本發明特別適用於難焊接金屬、表面有塗鍍層金屬、難以線切割金屬、貴重金屬的電化學測試。

發明內容
本發明目的在於克服上述現有技術中所存在的缺陷，提供一種電化學測試用電解池，這種電解池的工作電極置於容器底部並用橡膠圈密封，無需從工作電極焊接出導線和用電絕緣體包覆，能快速更換工作電極，並在電解液溫度可控的同時不帶來幹擾電信號，工作電極表面不易積存氣體。為了解決上述技術問題，本發明所採用的技術方案是
一種可控溫的電化學測試用電解池，包括上蓋板(I)、套管頂板(2)、電解池容器(3)、循環水套管(4)、進水口(5)、套管底板(6)、固定支板(7)、工作電極(8)、墊片(9)、緊固螺栓(10)、密封圈(11)、容器腳(12)、出水口(13)、鉬電極(14)、橡膠塞(15)、鹽橋(16)、參比電極(17)。本發明可直接將工作電極安裝在套管底板(6)的中心孔位置，無需焊接導線和封樣，測試完畢把緊固螺母(10)旋鬆即可，拆卸更換試樣簡單方便；容器構件全部採用無色透明有機玻璃製造，製作方便，式樣美觀，便於觀察電化學反應現象，也避免了鐵質螺杆和螺帽由於電解質而腐蝕生鏽，大大延長了使用壽命；試樣尺寸可大於密封圈(11)的外徑，減少了三口燒瓶電解池對試樣尺寸的限制。採用循環水套管(4)、進水口(5)、出水口(13)及電解池外加熱器對電解池(3 )加熱，使溫度可控且不帶來幹擾電化學測試的電信號。


圖I是本發明工作狀態剖視 圖2是本發明的底面視圖。圖3是本發明套管底板(6)中心局部、工作電極(8)、墊片(9)、緊固螺栓(10)、密封圈(11)和密封圈(11)。
具體實施例方式本發明上蓋板(I)、套管頂板(2)、電解池(3)、循環水套管(4)、進水口(5)、套管底板(6)、固定支板(7)、緊固螺栓(10)、容器腳(12)、出水口(13)均採用無色透明有機玻璃製造。電解池(3)和循環水套管(4)為兩個有機玻璃圓柱形管，套管頂板(2)、電解池容器(3)、循環水套管(4)、進水口(5)、套管底板(6)、固定支板(7)、容器腳(12)、出水口(13)各連接處用有機玻璃膠牢固粘接，要保證套管頂板(2)、電解池(3)、循環水套管(4)、進水口( 5 )、套管底板(6 )、出水口( 13 )各粘接處不滲漏液體。上蓋板(I)內側為「凸」字形，略微凸出即可，凸出部分直徑略小於電解池(3)的內徑，凸出部分向下蓋在電解池容器(3)上，防止蓋板側滑。上蓋板(I)上開有兩個孔，分別用於插入鉬電極(14)和鹽橋(16),用橡膠塞(15)把鉬電極(14)和鹽橋(16)固定在上蓋板
(I)上。套管底板(6)中央開一個圓孔，並開一個放置橡膠密封圈的臺階，圓孔直徑與密封圈(11)內徑一致，臺階高度為密封圈(11)厚度的一半，這樣密封圈(11)可以穩定放置，試樣與密封圈(11)接觸處不易漏液。密封圈(11)內圓面積即為工作電極的試驗面積。套管底板(6 )底面邊緣開3個半透孔，用於粘接容器腳(12)。由套管頂板(2)、電解池容器(3)、循環水套管(4)、進水口(5)、套管底板(6)、出水口(13)構成一個封閉空間，通入一定溫度的恆溫水，用於水浴加熱電解質、控制電解質溫度。固定支板(7 )為U型有機玻璃窄條，中央有緊固螺栓(10 )用於固定工作電極，緊固螺栓(10)與套管底板(6)中央開的圓孔圓心在一條直線上。 利用呈三角形、具有穩定性強的特點，布置三個容器腳(12)以支撐整個實驗裝置，避免了原電解池單面接觸試驗臺的不穩定性，容器腳(12)為「凸」字形，增加了與套管底板
(6)粘接的牢固性。工作電極(8)測試面朝上，使在電化學極化前、極化過程中產生的氣體容易離開試樣表面，不會使氣泡滯留從而影響實驗結果。在工作電極(8)和緊固螺栓(10)之間加入墊片(9)，墊片(9)可以是長條形，也可以是「甲」字形，墊片(9)寬度與密封圈(11)外徑相近，便於把工作電極(8)與電化學儀器連接，當工作電極(8)厚度薄強度差時，也起到防止工作電極(8)受力變形的作用。如果試樣足夠大且強度足夠高，可以不用墊片(9)，而直接用緊固螺栓(10)壓緊工作電極(8)。鹽橋(16)下端有滲濾陶瓷，以防漏液而且隔斷電解液與鹽橋之間的離子交換。試驗時，將處理好的工作電極對準套管底板(6)的中心孔放置，旋轉緊固螺栓(10)使之與密封圈(11)緊密接觸。在上蓋板(I)上分別插入鉬電極(14)、鹽橋(16)。如果需要 控溫，可以在進水口(5)和出水口(13)上接所需溫度的循環水，用於對電解質進行水浴加熱。向電解池容器(3)中倒入配置好的電解液，蓋上上蓋板(1)，當達到所需的測試溫度時,在鹽橋(16)中插入參比電極(17)。將三電極體系參比電極(17)、鉬電極(14)和工作電極(8)接入電化學測試系統進行電化學測試。
權利要求
1.一種可控溫的電化學測試用電解池，包括上蓋板(I)、套管頂板(2)、電解池容器(3)、循環水套管(4)、進水口(5)、套管底板(6)、固定支板(7)、工作電極(8)、墊片(9)、緊固螺栓(10)、密封圈(11)、容器腳(12)、出水口(13)、鉬電極(14)、橡膠塞(15)、鹽橋(16)、參比電極(17)。
2.如權利要求書I所述的電化學測試用電解池，其特徵在於上蓋板(I)、套管頂板(2)、電解池容器(3)、循環水套管(4)、進水口(5)、套管底板(6)、固定支板(7)、緊固螺栓(10)、容器腳(12)、出水口(13)均採用無色透明有機玻璃製造。
3.如權利要求書I所述的電化學測試用電解池，其特徵在於所述電解池容器(3)和循環水套管(4)為兩個有機玻璃圓柱形管，套管頂板(2)、電解池容器(3)、循環水套管(4)、進水口(5)、套管底板(6)、固定支板(7)、容器腳(12)、出水口(13)各連接處均用有機玻璃膠牢固粘接，要保證套管頂板(2)、電解池容器(3)、循環水套管(4)、進水口(5)、套管底板(6)、出水口(13)各粘接處不能滲漏液體。
4.如權利要求書I所述的電化學測試用電解池，其特徵在於固定支板(7)為U型有機玻璃窄條。
5.如權利要求書I所述的電化學測試用電解池，其特徵在於套管底板(6)中央開一個圓孔，並開一個放置密封圈(11)的臺階，圓孔直徑與密封圈(11)內徑一致，臺階高度為密封圈(11)厚度的一半；粘接容器腳(12)的位置開半透孔。
6.如權利要求書I所述的電化學測試用電解池，其特徵在於工作電極(8)對準套管底板(6)的中心孔，之間以密封圈(11)密封，工作電極(8)的中心、孔的中心、密封圈(11)的中心在一條直線上，工作電極(8)的工作面積為密封圈(11)內圓面積。
7.如權利要求書I所述的電化學測試用電解池，其特徵在於墊片(9)為窄金屬條，寬度與密封圈(11)外徑相近，便於把工作電極(8)連接到電化學儀。
8.如權利要求書I所述的電化學測試用電解池，其特徵在於呈三角布置的三個容器腳(12 )支撐整個實驗裝置，容器腳(12 )為「凸」字形。
9.如權利要求書I所述的電化學測試用電解池，其特徵在於上蓋板(I)為「凸」字形，略微凸出且直徑略小於電解池容器(3)的內徑，凸出部分向下蓋在電解池容器(3)上，上蓋板(I)上開有兩個孔。
10.如權利要求書I所述的電化學測試用電解池，其特徵在於鹽橋(16)下端有滲濾陶瓷，以防漏液以及電解質與鹽橋溶液離子交換。
全文摘要
本發明是一種可控溫的電化學測試用電解池。包括上蓋板(1)、套管頂板(2)、電解池容器(3)、循環水套管(4)、進水口(5)、套管底板(6)、固定支板(7)、工作電極(8)、墊片(9)、緊固螺栓(10)、密封圈(11)、容器腳(12)、出水口(13)、鉑電極(14)、橡膠塞(15)、鹽橋(16)、參比電極(17)等。本發明只需將試樣對準套管底板中心孔，旋緊螺母使試樣與密封圈緊密接觸而密封，無需經焊接、封樣，可直接測試試樣的電化學性質，更換試樣方便快捷；通過外接循環水對電解質控溫，避免直接用電加熱產生渦流電流幹擾電化學信號；容器全部用耐蝕有機玻璃構件，連接部分用有機玻璃膠粘接，製作方便，壽命長。
文檔編號G01N27/28GK102937616SQ201110443409
公開日2013年2月20日 申請日期2011年12月27日 優先權日2011年12月27日
發明者王菊琳, 錢光凝 申請人:北京化工大學