实现深海高压水溶液体系电化学测试的工作电极制造技术

本实用新型专利技术涉及深海低温高压水溶液体系电化学测试领域，具体为一种实现深海高压水溶液体系电化学测试的工作电极。该工作电极由核心部件和绝缘密封部件组成，核心部件由工作电极试样、高强度密封环氧树脂、铜芯座和银丝导线等电连接部件组成。绝缘密封组件由工作电极试样低温绝缘密封、电连接绝缘密封及高压釜连接绝缘密封等组成。工作电极试样采用特殊的环形结构，用高强度密封环氧树脂进行封装处理，结合绝缘组件及低温氟橡胶密封圈将其安装到高分子绝缘耐压壳体中。电连接组件以压力接触的形式安装在工作电极的后方，沿绝缘密封管，经过高压釜连接绝缘密封组件延伸至高压釜外，可以满足低温高压全浸式高压釜中密封需求。

【技术实现步骤摘要】
实现深海高压水溶液体系电化学测试的工作电极
本技术涉及深海低温高压水溶液体系电化学测试领域，具体为一种实现深海高压水溶液体系电化学测试的工作电极。
技术介绍
深海中蕴藏着丰富的资源，深海资源的开发与利用具有广阔的发展前景。随着对海洋资源的探测与开发，深海环境对材料的要求越来越高，其中材料在低温高压环境下的腐蚀性能是深海用材料设计的一个重要性能指标，材料在模拟深海的低温高压环境下的腐蚀性能评价成为急需解决的关键问题。电化学测试技术可以原位的监测金属材料在水溶液环境中的腐蚀历程，同时评价金属材料的耐腐蚀性能。但由于低温高压水环境条件苛刻，对模拟设备和工作电极的制备工艺要求较高，实现较为困难。目前国内大部分的研究设备中工作电极普遍面临的问题是密封性能差，无法保证较高静水压力下的测试稳定性，更无法进行低温、长时间、压力交变等环境下的测试工作。因此，本技术研发一种实现深海高压水溶液体系电化学测试的工作电极，其资助项目：国家自然基金“优秀青年基金”项目，常温腐蚀与防护，51622106，2016年。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种实现深海高压水溶液体系电化学测试的工作电极，解决在模拟低温高压深海苛刻环境时，对实验设备和工作电极的制备工艺要求较高，实现起来非常困难等问题。本技术的技术方案是：一种实现深海高压水溶液体系电化学测试的工作电极，具体结构特征如下：高分子绝缘耐压壳体的一端与耐压管下连接体的一端连接，耐压管下连接体的另一端与耐压管上连接体的一端对接，耐压管上连接体的另一端与双锥形连接件的一端对接，双锥形连接件的另一端穿过高压釜盖，双锥形连接件穿入高压釜盖的一端安装锥形绝缘密封套，双锥形连接件穿出高压釜盖的一端加四氟乙烯平垫Ⅱ采用紧固螺母Ⅱ锁紧，穿出后的双锥形连接件安装上压帽；高分子绝缘耐压壳体、耐压管下连接体、耐压管上连接体、双锥形连接件组成工作电极杆，高分子绝缘耐压壳体、耐压管下连接体、耐压管上连接体、双锥形连接件均为中空结构，相互连通的中空部分形成绝缘密封管，该绝缘密封管中设置热收缩绝缘护套包覆的银丝导线；银丝导线的一端伸出热收缩绝缘护套后，经过高压釜连接绝缘密封组件延伸至高压釜外；银丝导线的另一端伸出热收缩绝缘护套后，通过铜芯座与工作电极试样连接；工作电极试样设置于高分子绝缘耐压壳体中，工作电极试样为在圆片状结构一侧采用环形凹槽，环形凹槽采用环氧树脂进行封装，环形凹槽中的环氧树脂外侧设置O型氟橡胶密封圈Ⅰ。所述的实现深海高压水溶液体系电化学测试的工作电极，耐压管上连接体与双锥形连接件对接处采用凸凹配合，并且在所述对接处的外侧设置与正反螺母连接的螺纹，耐压管上连接体与双锥形连接件通过正反螺母紧固连接。所述的实现深海高压水溶液体系电化学测试的工作电极，高分子绝缘耐压壳体中设有垂直相通的孔道：直孔道和侧孔道，耐压管下连接体与高分子绝缘耐压壳体螺纹连接，高分子绝缘耐压壳体的一端伸至耐压管下连接体的下端口内，高分子绝缘耐压壳体通过外螺纹与耐压管下连接体的内螺纹连接；同时，所述耐压管下连接体的下端口中设置中空的定位导向杆，所述高分子绝缘耐压壳体的一端与定位导向杆外侧的台肩之间设置四氟乙烯平垫Ⅰ，定位导向杆的一端伸至所述高分子绝缘耐压壳体的直孔道内。所述的实现深海高压水溶液体系电化学测试的工作电极，高分子绝缘耐压壳体的侧孔道中设置铜芯座、绝缘套筒、O型氟橡胶密封圈Ⅰ、O型氟橡胶密封圈Ⅱ、紧固螺母Ⅰ、工作电极试样，绝缘套筒紧贴于侧孔道内壁，工作电极试样设置于绝缘套筒内，绝缘套筒的一端安装铜芯座，铜芯座的一端伸至绝缘套筒内、与绝缘套筒螺纹连接、与工作电极试样顶触，铜芯座的另一端侧面带有凸台结构，所述凸台结构侧面开有用于安装银丝导线的铜合金连接柱的连接孔，所述连接孔与高分子绝缘耐压壳体中的直孔道相对应，银丝导线穿过定位导向杆的中空部分、所述直孔道，与铜芯座的连接孔中铜合金连接柱连接；绝缘套筒的另一端安装紧固螺母Ⅰ，紧固螺母Ⅰ的外侧与高分子绝缘耐压壳体之间设置O型氟橡胶密封圈Ⅱ，紧固螺母Ⅰ伸入绝缘套筒的部分，顶触于工作电极试样的O型氟橡胶密封圈Ⅰ；紧固螺母Ⅰ的中间开孔，所述开孔使工作电极试样的工作面暴露在外。本技术的优点及有益效果在于：1、本技术工作电极由核心部件和绝缘密封部件组成，工作电极核心部件主要由特殊环形工作电极试样、高强度密封环氧树脂和电连接部件组成。绝缘密封分为三个环节，分别是工作电极试样低温绝缘密封、电连接绝缘密封及高压釜连接绝缘密封，多密封环节保证高静水压力下长时间测试的稳定性。2、本技术工作电极试样采用特殊的环形结构，用高强度密封环氧树脂进行封装处理，结合绝缘组件及低温密封圈将其安装到高分子绝缘耐压壳体中。工作电极试样的环形凹槽结构设计使得材料样品的制备更加简易，也保证高静水压力条件下测试的稳定性。电连接组件以压力接触的形式安装在工作电极的后方，沿绝缘密封管经高压釜连接绝缘密封组件延伸至高压釜外。采用这种结构设计的工作电极，实现在低温高压全浸式高压釜中密封需求。3、本技术工作电极结构简单，密封性能出色，可实现金属材料及涂层/金属体系在2℃～20℃、常压-20MPa条件下低温高压水体系的电化学测试。附图说明图1本技术工作电极的结构示意图。图2为本技术的工作电极试样的示意图；其中，(a)主视图；(b)为(a)图的A-A剖视图。图3为本技术电极装置测量与实验室传统测量方式的结果对比；图中，横坐标Potential(VsAg/AgCl)代表电位(V)，参比电极Ag/AgCl；纵坐标Current代表电流密度(A/cm2)。图4为本技术工作电极在低温高压环境下的极化曲线测试结果；图中，横坐标Potential(VsAg/AgCl)代表电位(V)，参比电极Ag/AgCl；纵坐标Current代表电流密度(A/cm2)。图中，1、高分子绝缘耐压壳体；2、铜芯座；3、绝缘套筒；4、O型氟橡胶密封圈Ⅰ；5、O型氟橡胶密封圈Ⅱ；6、紧固螺母Ⅰ；7、工作电极试样；71、环形凹槽；8、四氟乙烯平垫Ⅰ；9、耐压管下连接体；10、热收缩绝缘护套；11、银丝导线；12、耐压管上连接体；13、正反螺母；14、双锥形连接件；15、锥形绝缘密封套；16、高压釜盖；17、四氟乙烯平垫Ⅱ；18、紧固螺母Ⅱ；19、上压帽；20、定位导向杆；21铜合金连接柱。具体实施方式下面结合附图及实施方式对本技术作进一步详细的说明：如图1-图2所示，本技术实现深海高压水溶液体系电化学测试的工作电极，该工作电极由核心部件和绝缘密封部件组成，工作电极核心部件主要由特殊环形工作电极试样、高强度密封环氧树脂、铜芯座和银丝导线等电连接部件组成。绝缘密封组件分为三个部分，分别是工作电极试样低温绝缘密封、电连接绝缘密封及高压釜连接绝缘密封，其具体结构特征如下：高分子绝缘耐压壳体1的一端与耐压管下连接体9的一端连接，耐压管下连接体9的另一端与耐压管上连接体12的一端对接，耐压管上连接体12的另一端与双锥形连接件14的一端对接，双锥形连接件14的另一端穿过高压釜盖16，双锥形连接件14穿入高压釜盖16的一端安装锥形绝缘密封套15，双锥形连接件14穿出高压釜盖16的一端加四氟乙烯平垫Ⅱ17用紧固螺母Ⅱ18本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实现深海高压水溶液体系电化学测试的工作电极，其特征在于，具体结构特征如下：高分子绝缘耐压壳体的一端与耐压管下连接体的一端连接，耐压管下连接体的另一端与耐压管上连接体的一端对接，耐压管上连接体的另一端与双锥形连接件的一端对接，双锥形连接件的另一端穿过高压釜盖，双锥形连接件穿入高压釜盖的一端安装锥形绝缘密封套，双锥形连接件穿出高压釜盖的一端加四氟乙烯平垫Ⅱ采用紧固螺母Ⅱ锁紧，穿出后的双锥形连接件安装上压帽；高分子绝缘耐压壳体、耐压管下连接体、耐压管上连接体、双锥形连接件组成工作电极杆，高分子绝缘耐压壳体、耐压管下连接体、耐压管上连接体、双锥形连接件均为中空结构，相互连通的中空部分形成绝缘密封管，该绝缘密封管中设置热收缩绝缘护套包覆的银丝导线；银丝导线的一端伸出热收缩绝缘护套后，经过高压釜连接绝缘密封组件延伸至高压釜外；银丝导线的另一端伸出热收缩绝缘护套后，通过铜芯座与工作电极试样连接；工作电极试样设置于高分子绝缘耐压壳体中，工作电极试样为在圆片状结构一侧采用环形凹槽，环形凹槽采用环氧树脂进行封装，环形凹槽中的环氧树脂外侧设置O型氟橡胶密封圈Ⅰ。

【技术特征摘要】
1.一种实现深海高压水溶液体系电化学测试的工作电极，其特征在于，具体结构特征如下：高分子绝缘耐压壳体的一端与耐压管下连接体的一端连接，耐压管下连接体的另一端与耐压管上连接体的一端对接，耐压管上连接体的另一端与双锥形连接件的一端对接，双锥形连接件的另一端穿过高压釜盖，双锥形连接件穿入高压釜盖的一端安装锥形绝缘密封套，双锥形连接件穿出高压釜盖的一端加四氟乙烯平垫Ⅱ采用紧固螺母Ⅱ锁紧，穿出后的双锥形连接件安装上压帽；高分子绝缘耐压壳体、耐压管下连接体、耐压管上连接体、双锥形连接件组成工作电极杆，高分子绝缘耐压壳体、耐压管下连接体、耐压管上连接体、双锥形连接件均为中空结构，相互连通的中空部分形成绝缘密封管，该绝缘密封管中设置热收缩绝缘护套包覆的银丝导线；银丝导线的一端伸出热收缩绝缘护套后，经过高压釜连接绝缘密封组件延伸至高压釜外；银丝导线的另一端伸出热收缩绝缘护套后，通过铜芯座与工作电极试样连接；工作电极试样设置于高分子绝缘耐压壳体中，工作电极试样为在圆片状结构一侧采用环形凹槽，环形凹槽采用环氧树脂进行封装，环形凹槽中的环氧树脂外侧设置O型氟橡胶密封圈Ⅰ。2.按照权利要求1所述的实现深海高压水溶液体系电化学测试的工作电极，其特征在于，耐压管上连接体与双锥形连接件对接处采用凸凹配合，并且在所述对接处的外侧设置与正反螺母连接的螺纹，耐压管上连接体与双锥形连接件通过正反螺母紧固连接。3.按照权利要求1所述的实现深海高压水溶液...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔宇，胡胜波，刘莉，王福会，李瑛，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：新型
国别省市：辽宁,21