一種用于電化學(xué)測試的三電極體系電解池裝置制造方法
【專利摘要】一種用于電化學(xué)測試的三電極體系電解池裝置，屬于電化學(xué)測試【技術(shù)領(lǐng)域】。本實(shí)用新型包括槽體、封蓋及緊固螺紋板，槽體為上端具有開口的空心矩形體結(jié)構(gòu)，在槽體的一側(cè)槽壁底端設(shè)有排液孔；在與排液孔相對的槽壁上設(shè)置有工作電極通孔，其位于該側(cè)槽壁的中部，且圓心設(shè)置在該側(cè)槽壁的垂直中心線上，在其外側(cè)孔口固接有通孔密封圈，在其槽壁外側(cè)粘接有緊固螺紋板，緊固螺紋板中部設(shè)置有螺紋通孔，螺紋通孔與工作電極通孔同心設(shè)置，在螺紋通孔上部的緊固螺紋板上垂直設(shè)置有矩形槽，矩形槽下端與螺紋通孔相對應(yīng)；在螺紋通孔內(nèi)連接有緊固螺栓；封蓋與槽體開口端密封配合，在封蓋上設(shè)置有膠塞孔，膠塞孔圓心與工作電極通孔圓心處在同一垂直面上。
【專利說明】—種用于電化學(xué)測試的三電極體系電解池裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電化學(xué)測試【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及ー種用于電化學(xué)測試的三電極體系電解池裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在電化學(xué)測試【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)，傳統(tǒng)的三電極體系是采用最為廣泛的電極體系，但是在實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作時，傳統(tǒng)的三電極體系仍存在以下不足:
[0003]1、工作電極的制備難度大。
[0004]工作電極制備質(zhì)量的好壞與工作電極試驗(yàn)面面積的恒定性，是影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果穩(wěn)定性和真實(shí)性的直接因素。
[0005]在材料腐蝕性能研究中，通常采用環(huán)氧樹脂來封裝試樣。但這種制備方式非常容易在工作電極與環(huán)氧樹脂之間出現(xiàn)肉眼無法察覺的微小縫隙或氣泡而使封裝失敗，而且難以保證各個試樣的試驗(yàn)面面積保持恒定。
[0006]在沒有發(fā)現(xiàn)該問題的情況下繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)時，將嚴(yán)重影響電極反應(yīng)過程(往往發(fā)生不希望的縫隙腐蝕)，最終使研究結(jié)果失真實(shí)驗(yàn)失敗。此外，該封裝方法效率低、成功率低，而且僅對于尺寸較大的棒狀或塊狀試樣而言，封裝相對較容易，但對于較薄的片狀試樣而言非常困難。首先，薄片封裝時極難避免縫隙或氣泡，而且在其背面直接焊接導(dǎo)線容易穿透工作面而作廢試樣，而且焊接過程比較麻煩；其次，封裝后的試樣進(jìn)行表面打磨、清洗時，很容易使薄片與封樣材料產(chǎn)生縫隙甚至剝離開來使試樣報(bào)廢。
[0007]2、三電極相對位置關(guān)系不固定。
[0008]在電化學(xué)測試中，尤其是腐蝕性能實(shí)驗(yàn)，為測繪實(shí)驗(yàn)材料的極化曲線，往往要對單一或多種材料在相同環(huán)境下多次測量，如果三電極的相對位置有變化，使得電解液電阻大小改變，必然影響到所測電位值的準(zhǔn)確性和可靠性，単一材料的多次數(shù)據(jù)以及多種材料的結(jié)果數(shù)據(jù)都將失去可對比性，將導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。
[0009]3、電解池的選用不統(tǒng)一。
[0010]通常選用的電解池有燒杯、水槽等多種自制容器。對于燒杯，不利于給實(shí)驗(yàn)提供氣氛可控的穩(wěn)定封閉環(huán)境，必然給氣氛環(huán)境要求嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生不可忽略的影響，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果嚴(yán)重失真。而其他專用自制容器往往只用于單ー的測試實(shí)驗(yàn)，存在普適性不足等局限性，當(dāng)改變試樣種類或者實(shí)驗(yàn)條件吋，即無法繼續(xù)使用原裝置。此外，專用自制容器使用后難以徹底清洗內(nèi)壁的殘留物，將改變下次實(shí)驗(yàn)電解液的成分或者濃度，這對于要求嚴(yán)格的電化學(xué)實(shí)驗(yàn)而言，帶來的影響往往是不可忽略的。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0011]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型提供ー種工作電極可外置、槽體與封蓋可拆分、三電極相對位置關(guān)系固定、清洗方便、適用性強(qiáng)且操作簡單易行的用于電化學(xué)測試的三電極體系電解池裝置。[0012]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:一種用于電化學(xué)測試的三電極體系電解池裝置，包括槽體、封蓋及緊固螺紋板，所述槽體為上端具有開口的空心矩形體結(jié)構(gòu)，在槽體的一側(cè)槽壁底端設(shè)置有排液孔，在排液孔外側(cè)設(shè)置有排液孔膠塞；在與所述排液孔相對的槽壁上設(shè)置有工作電極通孔，工作電極通孔位于該側(cè)槽壁的中部，且圓心設(shè)置在該側(cè)槽壁的垂直中心線上，在工作電極通孔的外側(cè)孔口固接有通孔密封圈，在工作電極通孔所在的槽壁外側(cè)粘接有緊固螺紋板，所述緊固螺紋板的中部設(shè)置有螺紋通孔，所述螺紋通孔與工作電極通孔同心設(shè)置，在螺紋通孔上部的緊固螺紋板上垂直設(shè)置有矩形槽，矩形槽的下端與螺紋通孔相對應(yīng)；在所述螺紋通孔內(nèi)通過螺紋連接有緊固螺栓；
[0013]所述封蓋通過封蓋密封墊圈與槽體的開口端密封配合，在封蓋上沿一條中心線依次設(shè)置有第一膠塞孔、第二膠塞孔及第三膠塞孔，所述第一膠塞孔、第二膠塞孔及第三膠塞孔的圓心與工作電極通孔的圓心處在同一垂直面上。
[0014]所述封蓋在第一膠塞孔、第二膠塞孔及第三膠塞孔排列方向上的寬度與槽體的寬度相同，在另一方向上的寬度大于槽體的寬度。
[0015]所述槽體、封蓋、緊固螺紋板及緊固螺栓均采用有機(jī)玻璃。
[0016]在所述封蓋的側(cè)部設(shè)置有備用膠塞孔。
[0017]在所述緊固螺紋板中部的水平方向上設(shè)置有輔助矩形槽。
[0018]所述工作電極通孔的內(nèi)側(cè)孔口采用圓倒角或直倒角。
[0019]所述通孔密封圈采用硅膠密封圈。
[0020]本實(shí)用新型的有益效果:
[0021]1、本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，在電化學(xué)測試時，工作電極可以外置，并通過緊固螺栓將工作電極壓緊在工作電極通孔外，工作電極制備時無需封裝試樣，制備方便快捷，進(jìn)一步提聞了試驗(yàn)效率。
[0022]2、本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，槽體與封蓋采用可拆分設(shè)計(jì)，當(dāng)電解液被注入到槽體內(nèi)時，很容易在工作電極通孔處出現(xiàn)未排出的氣泡，可以通過槽體上端的開口對氣泡進(jìn)行排除，同時在測試后更加容易清洗槽體內(nèi)壁的殘留物。
[0023]3、本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，封蓋采用第一膠塞孔、第二膠塞孔、第三膠塞孔與備用膠塞孔的組合方式，可以滿足多種試驗(yàn)要求，擺脫了現(xiàn)有技術(shù)的單一性弊端。
[0024]4、本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，當(dāng)更換工作電極(傳統(tǒng)方式)或拆卸電解池裝置時，只需整體移動封蓋，保證了三電極相對位置的固定，同時提高了電化學(xué)測試時所測電位值的準(zhǔn)確性和可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本實(shí)用新型的一種用于電化學(xué)測試的三電極體系電解池裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為圖1的俯視圖；
[0027]圖3為圖1的側(cè)視圖；
[0028]圖4為本實(shí)用新型的三電極體系電解池裝置進(jìn)行工作電極外置的電化學(xué)測試試驗(yàn)時的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0029]圖5為本實(shí)用新型的三電極體系電解池裝置進(jìn)行工作電極內(nèi)置的電化學(xué)測試試驗(yàn)時的結(jié)構(gòu)不意圖；[0030]圖中，Iー槽體，2—封蓋，3—緊固螺紋板，4一第一膠塞孔，5—第二膠塞孔，6—第三膠塞孔，7—排液孔，8—排液孔膠塞，9ー緊固螺栓，10—矩形槽，11 一工作電極通孔，12—通孔密封圏，13—封蓋密封墊圈，14 一備用膠塞孔，15—輔助矩形槽，16—魯金毛細(xì)管，17—對電極，18一溫度計(jì)，19一銅塾片，20—工作電極，21 一封片，22—隔板。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)ー步的詳細(xì)說明。
[0032]如圖1、2、3所示，ー種用于電化學(xué)測試的三電極體系電解池裝置，包括槽體1、封蓋2及緊固螺紋板3，所述槽體I為上端具有開ロ的空心矩形體結(jié)構(gòu)，在槽體I的一側(cè)槽壁底端設(shè)置有排液孔7，在排液孔7外側(cè)設(shè)置有排液孔膠塞8 ;在與所述排液孔7相對的槽壁上設(shè)置有工作電極通孔11，工作電極通孔11位于該側(cè)槽壁的中部，且圓心設(shè)置在該側(cè)槽壁的垂直中心線上，在工作電極通孔11的外側(cè)孔ロ固接有通孔密封圈12，在工作電極通孔11所在的槽壁外側(cè)粘接有緊固螺紋板3，所述緊固螺紋板3的中部設(shè)置有螺紋通孔，所述螺紋通孔與工作電極通孔11同心設(shè)置，在螺紋通孔上部的緊固螺紋板3上垂直設(shè)置有矩形槽10，矩形槽10的下端與螺紋通孔相對應(yīng)；在所述螺紋通孔內(nèi)通過螺紋連接有緊固螺栓9 ;
[0033]所述封蓋2通過封蓋密封墊圈13與槽體I的開ロ端密封配合，在封蓋2上沿一條中心線依次設(shè)置有第一膠塞孔4、第二膠塞孔5及第三膠塞孔6，所述第一膠塞孔4、第二膠塞孔5及第三膠塞孔6的圓心與工作電極通孔11的圓心處在同一垂直面上。
[0034]所述封蓋2在第一膠塞孔4、第二膠塞孔5及第三膠塞孔6排列方向上的寬度與槽體I的寬度相同，在另一方向上的寬度大于槽體I的寬度。
[0035]所述槽體1、封蓋2、緊固螺紋板3及緊固螺栓9均采用有機(jī)玻璃。
[0036]在所述封蓋2的側(cè)部設(shè)置有備用膠塞孔14。
[0037]在所述緊固螺紋板3中部的水平方向上設(shè)置有輔助矩形槽15。
[0038]所述工作電極通孔11的內(nèi)側(cè)孔ロ采用圓倒角或直倒角，使孔ロ處電解液及反應(yīng)產(chǎn)物更加容易擴(kuò)散，提高了電場線的均勻性，使電位測試數(shù)據(jù)更具準(zhǔn)確性和可靠性。
[0039]所述通孔密封圈12采用硅膠密封圈。
[0040]下面結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】本實(shí)用新型的電化學(xué)測試過程:
[0041]采用本實(shí)用新型進(jìn)行工作電極外置的電化學(xué)測試試驗(yàn)。
[0042]如圖4所示，槽體I的尺寸為120mmX81mmX81mm,壁厚為5mm,工作電極通孔11的內(nèi)徑為IOmm,通孔密封圈12的外徑為18?19mm,內(nèi)徑為11.3mm,厚度為3mm,緊固螺紋板3的尺寸為81mmX81mmX20mm,矩形槽10的寬度為IOmm,螺紋通孔的直徑為37mm,緊固螺栓9的長度為35mm，工作電極20的長度和寬度均在15?24mm，工作電極20的厚度不超過 12mm。
[0043]首先安裝工作電極20，將工作電極20的試驗(yàn)面與通孔密封圈12接觸放置，在矩形槽10內(nèi)放入銅墊片19，令銅墊片19與工作電極20的非試驗(yàn)面相接觸，同時旋入緊固螺栓9，直到緊固螺栓9與銅墊片19相接觸，旋緊緊固螺栓9，保證銅墊片19與工作電極20、工作電極20與通孔密封圈12緊密接觸，使工作電極20與通孔密封圈12之間充分密封，エ作電極20安裝完畢，此時工作電極20會被通孔密封圈12內(nèi)孔圈出ー塊Icm2的實(shí)際試驗(yàn)面(電極反應(yīng)是在電極表面進(jìn)行的，測試的重要數(shù)據(jù)電流密度是用流經(jīng)工作電極20試驗(yàn)面面積的電流來表示的，單位為A/cm2。在本實(shí)用新型裝置中，我們直接將工作電極20的試驗(yàn)面面積嚴(yán)格統(tǒng)一為1cm2，這將給后續(xù)的數(shù)據(jù)處理帶來方便)。
[0044]將魯金毛細(xì)管16 (參比電極)安裝到封蓋2的第一膠塞孔4中，將對電極17安裝到封蓋2的第二膠塞孔5中，將溫度計(jì)18安裝到封蓋2的第三膠塞孔6中；先將槽體I的排液孔7用排液孔膠塞8封堵住，再向槽體I內(nèi)注入電解液；完成上述步驟后，便可以安裝封蓋2，在安裝封蓋2之前，先將工作電極通孔11周圍的氣泡清除，然后將封蓋2與槽體I密封安裝在一起，同時保證兩者的密封性，微調(diào)魯金毛細(xì)管16，令魯金毛細(xì)管16的下管口距離工作電極20試驗(yàn)面Imm左右；微調(diào)對電極17，使對電極17的鉬片平行于工作電極20的試驗(yàn)面；為了更好的控制電解液的溫度，可以將安裝后的槽體I放入水浴保溫裝置中，通過溫度計(jì)18實(shí)時觀察電解液的溫度變化；根據(jù)試驗(yàn)需要，可事先在槽體I的底部放置磁力攪拌棒，對電解液進(jìn)行攪拌；完成上述全部步驟后，便可以將魯金毛細(xì)管16、對電極17及工作電極20連接到電化學(xué)工作站，此時就完成了全部的安裝工作，接下來便可以記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
[0045]采用本實(shí)用新型進(jìn)行工作電極內(nèi)置(傳統(tǒng)方式)的電化學(xué)測試試驗(yàn)。
[0046]本試驗(yàn)是為了適應(yīng)傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂封裝工作電極以及其他需要將工作電極放置在電解池槽體內(nèi)的試驗(yàn)而進(jìn)行的示例說明。
[0047]如圖5所示，槽體I的尺寸為120mmX81mmX 81mm，壁厚為5mm，工作電極通孔11的內(nèi)徑為IOmm,通孔密封圈12的外徑為18?19mm,內(nèi)徑為11.3mm,厚度為3mm,緊固螺紋板3的尺寸為81mmX81mmX20mm,螺紋通孔的直徑為37mm,緊固螺栓9的長度為35mm,封片21為直徑20?35mm的圓形有機(jī)玻璃片。
[0048]由于本試驗(yàn)中工作電極20采用內(nèi)置，所以工作電極通孔11并未用到，在試驗(yàn)前，令封片21與通孔密封圈12相接觸，通過緊固螺栓9的緊固使封片21與通孔密封圈12緊密接觸，使工作電極通孔11被封堵住，并保證兩者的密封性。
[0049]首先將對電極17安裝到封蓋2的第一膠塞孔4中，將魯金毛細(xì)管16 (參比電極)安裝到封蓋2的第二膠塞孔5中，將工作電極20安裝到封蓋2的第三膠塞孔6中；根據(jù)試驗(yàn)需要，可事先在槽體I內(nèi)安裝隔板23，隔板23可采用燒結(jié)微孔玻璃板或多孔陶瓷等材料，隔板23將位于魯金毛細(xì)管16與對電極17之間；將槽體I的排液孔7用排液孔膠塞8封堵住，再向槽體I內(nèi)注入電解液；完成上述步驟后，便可以安裝封蓋2，將封蓋2與槽體I密封安裝在一起，同時保證兩者的密封性，微調(diào)魯金毛細(xì)管16，令魯金毛細(xì)管16的下管口距離工作電極20試驗(yàn)面Imm左右；微調(diào)對電極17，使對電極17的鉬片平行于工作電極20的試驗(yàn)面；完成上述全部步驟后，便可以將魯金毛細(xì)管16、對電極17及工作電極20連接到電化學(xué)工作站，此時就完成了全部的安裝工作，接下來便可以記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于電化學(xué)測試的三電極體系電解池裝置，其特征在于:包括槽體、封蓋及緊固螺紋板，所述槽體為上端具有開口的空心矩形體結(jié)構(gòu)，在槽體的一側(cè)槽壁底端設(shè)置有排液孔，在排液孔外側(cè)設(shè)置有排液孔膠塞；在與所述排液孔相對的槽壁上設(shè)置有工作電極通孔，工作電極通孔位于該側(cè)槽壁的中部，且圓心設(shè)置在該側(cè)槽壁的垂直中心線上，在工作電極通孔的外側(cè)孔口固接有通孔密封圈，在工作電極通孔所在的槽壁外側(cè)粘接有緊固螺紋板，所述緊固螺紋板的中部設(shè)置有螺紋通孔，所述螺紋通孔與工作電極通孔同心設(shè)置，在螺紋通孔上部的緊固螺紋板上垂直設(shè)置有矩形槽，矩形槽的下端與螺紋通孔相對應(yīng)；在所述螺紋通孔內(nèi)通過螺紋連接有緊固螺栓； 所述封蓋通過封蓋密封墊圈與槽體的開口端密封配合，在封蓋上沿一條中心線依次設(shè)置有第一膠塞孔、第二膠塞孔及第三膠塞孔，所述第一膠塞孔、第二膠塞孔及第三膠塞孔的圓心與工作電極通孔的圓心處在同一垂直面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于電化學(xué)測試的三電極體系電解池裝置，其特征在于:所述封蓋在第一膠塞孔、第二膠塞孔及第三膠塞孔排列方向上的寬度與槽體的寬度相同，在另一方向上的寬度大于槽體的寬度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于電化學(xué)測試的三電極體系電解池裝置，其特征在于:所述槽體、封蓋、緊固螺紋板及緊固螺栓均采用有機(jī)玻璃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于電化學(xué)測試的三電極體系電解池裝置，其特征在于:在所述封蓋的側(cè)部設(shè)置有備用膠塞孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于電化學(xué)測試的三電極體系電解池裝置，其特征在于:在所述緊固螺紋板中部的水平方向上設(shè)置有輔助矩形槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于電化學(xué)測試的三電極體系電解池裝置，其特征在于:所述工作電極通孔的內(nèi)側(cè)孔口采用圓倒角或直倒角。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于電化學(xué)測試的三電極體系電解池裝置，其特征在于:所述通孔密封圈采用硅膠密封圈。
【文檔編號】G01N27/28GK203396742SQ201320475719
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月6日
【發(fā)明者】劉振宇, 張向軍, 沈鑫珺, 劉小江, 何永全, 周硯磊, 徐洋, 孫明雪, 張?zhí)? 申請人:東北大學(xué)