用于评价电化学腐蚀的电解池制造技术

本发明专利技术涉及一种用于评价电化学腐蚀的电解池，包括套筒、主管和参比‑辅助电极模块，其中套筒为一端开口一端封闭的桶状，主管为中空管状，能够套入套筒内部并按压设置于套筒内的支撑片上的样品；参比‑辅助电极模块为柱状，能够套入主管内部。参比‑辅助电极模块包括参比电极、支撑部和辅助电极，所述参比电极的下底面与所述辅助电极的下底面处于同一平面；参比‑辅助电极模块套入主管并且主管套入套筒后，样品、主管与所述参比‑辅助电极模块之间形成能够容纳电解液的空腔。本发明专利技术使得工作电极与辅助电极间的电场和工作电极与参比电极之间的电场重合，排除了参比电极对工作电极与辅助电极间电场的干扰。

【技术实现步骤摘要】
用于评价电化学腐蚀的电解池
本专利技术涉及一种用于评价电化学腐蚀的电解池，属于电化学测量分析领域。
技术介绍
在电化学的测试中，如采用动电位极化或电化学阻抗谱评价金属在溶液中的腐蚀行为时，通常采用三电极电解池。三电极体系由工作电极、辅助电极以及参比电极构成。该体系广泛运用于各种电化学实验中。任何电化学实验都应先准确测定电流和电压值，才能准确描述电流-电压的关系。在三电极体系中，电压是指工作电极电势和参比电极电势之间的差值，由参比电极和工作电极测定；电流由工作电极和辅助电极测定。在实验中，三个电极都处于电解质溶液中，通常认为应将参比电极的探头尽量靠近工作电极放置，以减小两电极间的溶液电阻；同时，参比电极不应阻碍工作电极上参与电极反应的反应物和产物的物质传送，也不应阻碍电解质溶液中电流的传输，电解质溶液导通电流是由荷电溶剂化离子在电场作用下的定向移动实现的。然而，在实际操作中，由于各个电极的几何形状限制，参比电极的放置很难完美兼顾上述要求。此外，对于辅助电极的位置，尚未有明确的要求。国内许多研究机构设计了用于研究电化学腐蚀的电解池，但在这些装置中，三个电极之间的位置关系以及电极形状-位置关系问题并未得到解决。
技术实现思路
本专利技术的目的在于设计一种电解池，以解决以上问题，优化电极间的位置关系，并且这种优化能与各电极的形状相互适应。这里所说的电极形状指的是各电极浸入电解质溶液的部分。本专利技术提供了一种用于评价电化学腐蚀的电解池，包括套筒、主管和参比-辅助电极模块。其中，套筒为一端开口一端封闭的桶状，套筒内的底部设有用于安置样品的导电支撑片，支撑片底部连接导线，导线穿过套筒的底部延伸至套筒外；主管为中空管状，主管能够套入套筒内部并按压样品；参比-辅助电极模块为柱状，能够套入主管内部，参比-辅助电极模块包括参比电极、辅助电极和支撑部。其中，辅助电极为环状，位于支撑部的底部，支撑部的中心沿轴向设有通孔，参比电极设置于通孔中，且参比电极的下底面与辅助电极的下底面处于同一平面；参比-辅助电极模块套入主管并且主管套入套筒后，样品、主管与参比-辅助电极模块之间形成能够容纳电解液的空腔。与现有技术相比，该电解池的结构优化了三电极体系中的电极在空间中的位置，将辅助电极(电流传感器)与参比电极(电压传感器)置于一个平面，使得工作电极与辅助电极间的电场和工作电极与参比电极之间的电场重合且均匀分布，提高了测量的准确性。进一步地，套筒内的底部固定有弹簧，弹簧设置于支撑片和导线之间并连接支撑片和导线，以与主管配合，提供压紧力，压紧样品(即工作电极)。进一步地，套筒内壁设有第一螺纹，主管外壁设有与第一螺纹配合的第二螺纹；主管内壁设有第三螺纹，参比-辅助电极模块外壁设有与第三螺纹配合的第四螺纹。这样，套筒与主管，主管与参比-辅助电极模块均可以通过螺纹连接嵌套。进一步地，主管底部设有凹槽，用于放置密封环，以防止电解液泄漏。进一步地，主管和/或参比-辅助电极模块上设置有凸台。一方面方便旋拧，另一方面可以起到限位作用。本专利技术的电解池结构优化了三电极体系中的电极在空间中的位置，使得工作电极与辅助电极间的电场和工作电极与参比电极之间的电场重合且均匀分布，排除了参比电极的实体形状对工作电极与辅助电极间电场的干扰，也排除了参比电极对溶液中物质传输和电流传输的干扰，提高了测量的准确性。此外，这种电解池可靠耐用，使用简便，简化了电化学测量实验的准备流程。附图说明图1是根据本专利技术的实施例的用于评价电化学腐蚀的电解池的结构示意图。图2是根据本专利技术的实施例的用于评价电化学腐蚀的电解池的拆分结构示意图。图3是根据本专利技术的实施例的用于评价电化学腐蚀的电解池的剖面图。图4是根据本专利技术的实施例的网状环形辅助电极的结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例和附图对本专利技术做进一步说明。可以理解的是，此处描述的具体实施例仅仅是为了解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。此外，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部的结构。另外，在以下的说明中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等，仅仅是为了方便解释本专利技术的结构，不应理解为对本专利技术的限制。根据本专利技术的一个实施例，用于评价电化学腐蚀的电解池的整体结构如图1所示，包括套筒1、主管2和参比-辅助电极模块3。该电解池的拆分结构如图2所示，其中，套筒1为一端开口一端封闭的桶状，在本实施例中，该电解池可以选用树脂材料(例如聚四氟乙烯)制成；在其他实施例中，具体材料可结合其在具体试验中所用电解液的特性进行选取。套筒1内的底部可以固定有弹簧(图2中未示出)，弹簧底部连接导线11，导线11穿过套筒1的底部延伸至套筒外，弹簧顶部连接有支撑片，支撑片可导电，用于安置片状待测样品。弹簧与导线11共同构成了作为工作电极的样品的导电连接。在其他实施例中，也可以不包含弹簧。主管2为中空管状，套筒1内壁可以设置有第一螺纹，主管2外壁设有第二螺纹，可以与第一螺纹相配合，通过旋拧可将主管2的至少一部分推入套筒1中。可选择地，也可以采用其他方式将主管2套入套筒1并固定，例如在套筒和主管的侧面打孔并通过螺栓固定等。参比-辅助电极模块3为柱状，参比-辅助电极模块3的至少一部分能够套入主管内部，类似地，可以采用如同主管2套入套筒1的方式，在主管2的内壁上设置第三螺纹，参比-辅助电极模块3的外壁上设置第四螺纹，与第三螺纹相配合。参比-辅助电极模块3套入主管2内的部分的长度应当小于主管2的长度，使第三和第四螺纹拧紧后，样品与模块3的底面始终保持固定距离，并且在主管2的下部形成固定容积的第一空腔。参比-辅助电极模块3包括环状辅助电极31和柱状参比电极32。环状辅助电极31位于参比-辅助电极模块3的底部，与作为工作电极的样品的表面相对，环形下表面与样品的上表面平行。辅助电极31的示意性结构如图4所示，辅助电极31的材质可以是铂金，形状优选为中空的网状环形薄片，以有效增大辅助电极的表面积，导线312连接辅助电极31并沿轴向延伸至参比-辅助电极模块3外。参比-辅助电极模块3的中心沿轴向设有通孔。柱状参比电极32沿该通孔设置于参比-辅助电极模块3的内部，且参比电极32的下底面与辅助电极31的下底面处于同一平面。下面结合图1-3来介绍根据本专利技术的一个实施例的电解池的组装过程。其中，图2示出了根据本专利技术的实施例的用于评价电化学腐蚀的电解池的拆分结构示意图。图3示出了组装完成后的电解池的剖面图。图1示出了组装完成后的电解池的整体结构示意图。首先，如图1-3所示，片状样品4经试验前预处理后放置于套筒1底部的弹簧6上的支撑片上。样品4的尺寸不应超过套筒1的内径。将主管2旋拧入套筒1中，随着主管2不断下降，主管推动样品4下降，同时，样品4下方的弹簧6被压缩，弹簧提供向上的弹力，与主管2配合，将样品4压紧。弹簧6与导线11相连，导线11沿径向穿过套筒1的底板并延伸至套筒外。当主管2完全拧入套筒1，即前文中的第一螺纹和第二螺纹完全拧紧后，弹簧6被压缩，产生弹力，弹力的方向与压缩方向相反，利用被压缩弹簧6和拧紧于套筒1中主管2，片状样品可被固定于套筒1和主管2之间。在第一螺纹和第二螺纹完全拧紧后，套筒1和主管2组装完毕。同样地，通过前文所述的第三螺纹和第四螺纹的配合，将柱状本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于评价电化学腐蚀的电解池，其特征在于，包括套筒、主管和参比‑辅助电极模块，其中所述套筒为一端开口一端封闭的桶状，所述套筒内的底部设有用于安置样品的导电支撑片，所述支撑片底部连接导线，所述导线穿过套筒的底部延伸至套筒外；所述主管为中空管状，所述主管能够套入套筒内部并按压所述样品；所述参比‑辅助电极模块为柱状，能够套入所述主管内部，所述参比‑辅助电极模块包括参比电极、辅助电极和支撑部，其中，所述辅助电极为环状，位于所述支撑部的底部，所述支撑部的中心沿轴向设有通孔，所述参比电极设置于所述通孔中，且所述参比电极的下底面与所述辅助电极的下底面处于同一平面；所述参比‑辅助电极模块套入所述主管并且所述主管套入所述套筒后，所述样品、所述主管与所述参比‑辅助电极模块之间形成能够容纳电解液的空腔。

【技术特征摘要】
1.一种用于评价电化学腐蚀的电解池，其特征在于，包括套筒、主管和参比-辅助电极模块，其中所述套筒为一端开口一端封闭的桶状，所述套筒内的底部设有用于安置样品的导电支撑片，所述支撑片底部连接导线，所述导线穿过套筒的底部延伸至套筒外；所述主管为中空管状，所述主管能够套入套筒内部并按压所述样品；所述参比-辅助电极模块为柱状，能够套入所述主管内部，所述参比-辅助电极模块包括参比电极、辅助电极和支撑部，其中，所述辅助电极为环状，位于所述支撑部的底部，所述支撑部的中心沿轴向设有通孔，所述参比电极设置于所述通孔中，且所述参比电极的下底面与所述辅助电极的下底面处于同一平面；所述参比-辅助电极模块套入所述主管并且所述主管套入所述套筒后，所述样品、所述主管...

【专利技术属性】
技术研发人员：范牧，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP