CN102168298A - 一种实验室用金相样品电解腐蚀装置及电解腐蚀方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种实验室用金相样品电解腐蚀装置，包括阴极电解槽、带孔的电解槽盖、电解液储存槽、压力输液塞和阴极板等。将金相样品工作面对准电解槽盖孔洞处放置，注入电解液，推动压力输液塞使金相样品工作面与电解液充分接触；采用一定的电压和电流，工作一定时间即可实现对金相试样的电解腐蚀。本发明电解槽和电解槽盖均采用透明玻璃制成，可以实时监控金相样品的电解抛光腐蚀过程，便于优化工艺参数。配备多种开孔尺寸的电解槽盖满足不同尺寸样品的需求。该装置未包含任何电气设施，成本低廉、操作简便、重复性好、易推广实用，可满足实验室对不同尺寸金相样品电解腐蚀的要求。

Description

一种实验室用金相样品电解腐蚀装置及电解腐蚀方法
技术领域
本发明属于金属表面处理装置技术领域，涉及一种实验室用金相样品电解腐蚀装置及电解腐蚀方法。
背景技术
在金属材料的研究领域中，常需要对样品组织形貌、晶界特征、织构等进行观测，制备高质量金相样品是前提条件。传统的金相制备方法是对样品进行粗磨、精磨、抛光和腐蚀。然而对于初始硬度低的铝、镁合金以及易加工硬化的高锰钢和不锈钢等金属，机械研磨和抛光通常会产生划痕和抛光变形所导致的扰动层、形变孪晶等干扰因素，影响了微观组织观察和实验数据的准确性和稳定性。同时，机械抛光和腐蚀耗费时间，质量不稳定，对实验人员要求较高，不易于推广。电解抛光腐蚀是另一种常用的金属表面制备手段，但市场上的电解抛光和腐蚀装置多为工业生产所用，体积庞大，设备复杂，造价昂贵，不实用于科研机构实验室金相样品的制备。
廖恒成等(申请号200920256134.4)公开了一种实验室用电解抛光装置。该装置制作较复杂，且局限于样品的电解抛光，但在科学研究中，金属材料的金相、晶界类型分析、应力测试和织构测算等实验更多的需要高质量的腐蚀态样品。同时，现有的电解抛光和腐蚀装置中阳极样品普遍是悬挂于电解液，操作过程中很难避免移动，影响抛光和腐蚀效果；并且要求对样品进行焊接导电引线、环氧树脂包埋、打磨等前期预处理，操作工艺较复杂，可控性和稳定性较差。专利(200620044173.4)公开了一种电解抛光腐蚀仪，包括直流电源、腐蚀器和温控系统等。其腐蚀器采用阴、阳极垂直放置以省去样品焊接引线包埋等预处理；采用磁力搅拌以促进电解液的流动，然而磁力搅拌只能实现水平方向的均匀流动，在垂直方向难以对流混合，尤其是难以对置于电解液最上方的阳极表面形成有效的对流。鉴于电解液浓度对电解抛光或腐蚀具有决定性影响，如何保证在工作时电解液成分基本不变是获得良好的电解腐蚀效果的关键因素也是最难以解决的因素。
因此，有必要针对现有技术和装置存在的缺陷开发一种成本低廉、操作简便、重复性好，易推广实用的实验室金相样品电解腐蚀装置，为相关领域科学研究提供必要的推力。
发明内容
本发明目的在于提供一种实验室用金相样品电解腐蚀装置，该装置简单易用、成本低廉、操作简便、重复性好，易推广实用，可满足科研实验室对金相组织、晶界类型分析、应力测试和织构测算等要求。
本发明的实验室用金相样品电解腐蚀装置包括阴极电解槽、带孔的电解槽盖、电解液储存槽、压力输液塞和阴极板等。将金相样品工作面对准电解槽盖孔洞处放置，并用试样夹压按样品，直流电源正极与试样夹相连；阴极板置于阴极电解槽底部，正对电解槽盖孔洞，直流电源负极与阴极相连；阴极电解槽和电解液储存槽底部连通，推动压力输液塞可以随意调节阴极电解槽中电解液的高度，保证金相样品工作面与电解液充分接触及电解液成分的均匀；不同尺寸的样品选取对应不同开孔尺寸的电解槽盖；阴极电解槽、电解槽盖和电解液储存槽均采用透明玻璃制成，可以实时监控金相样品的电解腐蚀过程，便于优化工艺参数。
本发明具有的有益效果
1、本发明抛光效果好、耗时少、重复性高，单个样品通常只需要0.5～2min，效率远高于机械抛光。
2、本发明未采用任何电气设备，组装简单，成本低廉，便于科研实验室使用。
3、本发明采用试样夹压按样品，将阴极置于阴极电解槽底部，避免了电解腐蚀过程中样品的移动，实验稳定性好。
4、由于电解腐蚀和电解抛光原理相通，本发明可被其他电解抛光设备所借鉴。
附图说明
图1本发明电解腐蚀装置的俯视图
图2本发明电解腐蚀装置的剖视图
图中：1、阴极电解槽；2、输液塞；3、电解液储存槽；4、阴极板
图3本发明电解腐蚀装置电解槽盖的示意图
图中：5、电解槽盖；6、金相试样；7、试样夹；8、阳极导线
图4采用本发明制备的试样金相显微照片
具体实施方式
选取开孔直径为1cm的电解槽盖，将金相样品工作面对准电解槽盖孔洞处，用试样夹压按样品，连接电源阳极与试样夹；连接电源阴极与阴极板引线；注入电解液(10％高氯酸、85％冰醋酸和5％丙三醇混合溶液，体积百分比)于电解槽中，推动压力输液塞使电解液与金相样品工作面充分接触；采用电压32V和电流0.7A/cm2，电解腐蚀45s后断开电路。提拉输液塞使电解液低于工作面，松开试样夹取出金相试样，清洗干燥观察。

Claims (7)

1.一种实验室用金相样品电解腐蚀装置，其特征在于：该装置包括阴极电解槽、带孔的电解槽盖、电解液储存槽、压力输液塞和阴极板等。
2.如权利要求1所述的实验室用金相样品电解腐蚀装置，其特征在于：包含一个与阴极电解槽相连通的电解液储存槽，该储存槽尺寸可大于电解槽，储存较多的电解液以保持电解液浓度和温度在工作时基本不变。
3.如权利要求1所述的实验室用金相样品电解腐蚀装置，其特征在于：阴极电解槽和电解液储存槽底部连通，推动压力输液塞可以随意调节阴极电解槽中电解液的高度保证电解液与试样充分接触。通过反复推动压力输液塞可使试样表面电解液对流促进电解液均匀混合
4.如权利要求1所述的实验室用金相样品电解腐蚀装置，其特征在于：其电解槽盖带有试样夹以压按样品和接通阳极电源。
5.如权利要求1所述的实验室用金相样品电解抛光腐蚀装置，其特征在于：配备多种开孔尺寸的电解槽盖以适用于不同尺寸的样品。
6.如权利要求1所述的实验室用金相样品电解抛光腐蚀装置，其特征在于：自带阴极板，并置于阴极电解槽底部，与电解槽盖孔洞对齐。
7.如权利要求1所述的实验室用金相样品电解腐蚀装置，其特征在于：阴极电解槽、电解槽盖和电解液储存槽均采用透明玻璃制成。
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