CN104792838B - 一种用于金属基材涂层电化学测试的测试池装置 - Google Patents

Abstract

一种用于金属基材涂层电化学测试的测试池装置，本发明根据杠杆原理的反向使用，采用力臂式测试池夹具，测试池夹具一端用顶紧螺栓顶起，另一端与涂层接触的压紧部件配有弹性垫片，微调顶紧螺栓上下位置可将测试池固定于金属基材涂层表面，本发明可以弥补现有技术的不足，既不会破坏涂层，也无需对测试池进行拆卸即可进行试样的安装和辅助电极、参比电极的放置和更换等，本发明具有结构简单、操作方便、成本低廉，不会对涂层造成不可逆影响，在安装试样、放置和更换参比电极和对电极时，无需对电解池进行拆卸。

Description

一种用于金属基材涂层电化学测试的测试池装置

【技术领域】

本发明涉及一种测试池装置，具体涉及一种用于金属基材涂层电化学测试的测试池装置。

【背景技术】

已知的，金属基材及其表面涂层在进行电化学测试时，一般都采用测试池装置，现有的常规测试池装置由于测试池的固定螺栓、螺母与测试池的上盖板、下盖板及套管是分离的，且工作电极一般都放在下部硬板和套管下管口之间。在使用过程中，需要手动用固定螺栓、螺母将上下盖板、测试池套管、密封垫圈、工作电极进行组装，组装过程较为繁琐。在组装过程中，由于固定螺栓和螺母的拧紧程度不一致，容易导致套管、下盖板、密封垫圈和金属基材不完全密封，从而造成电解液泄露。另外，在更换试样时，需要将固定螺栓、螺母、密封圈等所有配件都拆卸下来并重新组装，非常费时，所使用的固定螺栓和螺母在拆卸与组装过程中也可能刮擦涂层。

【发明内容】

为了克服背景技术中存在的不足，本发明提供了一种用于金属基材涂层电化学测试的测试池装置，本发明根据杠杆原理的反向使用，采用力臂式测试池夹具，测试池夹具一端用顶紧螺栓顶起，另一端与涂层接触的压紧部件配有弹性垫片，微调顶紧螺栓上下位置可将测试池固定于金属基材涂层表面，本发明可以弥补现有技术的不足，既不会破坏涂层，也无需对测试池进行拆卸即可进行试样的安装和辅助电极、参比电极的放置和更换等。

为实现如上所述的发明目的，本发明采用如下所述的技术方案：

一种用于金属基材涂层电化学测试的测试池装置，包括参比电极、对电极、测试池盖、测试池套管和测试池夹具，所述测试池套管的下端通过测试池夹具压紧在测试样板的涂层面上，在测试池套管上端的开口处设有测试池盖，在所述测试池盖上间隔设有贯通至测试池套管内的参比电极和对电极，所述参比电极和对电极分别通过导线连接电化学工作站形成所述的用于金属基材涂层电化学测试的测试池装置。

所述的用于金属基材涂层电化学测试的测试池装置，所述测试池夹具包括上夹块、下夹块和顶紧螺栓，在所述上夹块和下夹块向对面的中部分别设有铰接块，上夹块和下夹块通过铰接块铰接，在铰接块的一端设有顶紧螺栓，所述顶紧螺栓的上端连接上夹块，顶紧螺栓的下端连接下夹块，在铰接块另一端的上夹块上设有测试池套管卡槽。

所述的用于金属基材涂层电化学测试的测试池装置，所述测试池夹具上的上夹块的下面与测试样板的涂层面之间设有弹性垫片。

所述的用于金属基材涂层电化学测试的测试池装置，所述弹性垫片的材质为丁腈橡胶或硅橡胶。

所述的用于金属基材涂层电化学测试的测试池装置，所述测试池套管底部的外缘面上设有向外延伸的环形凸台，所述环形凸台的上面连接测试池夹具的压紧端。

所述的用于金属基材涂层电化学测试的测试池装置，所述测试池套管的下端面与测试样板的涂层面之间设有密封垫圈。

所述的用于金属基材涂层电化学测试的测试池装置，所述测试池套管的材质为有机玻璃。

所述的用于金属基材涂层电化学测试的测试池装置，所述测试池盖的材质为聚四氟乙烯。

所述的用于金属基材涂层电化学测试的测试池装置，所述测试池夹具的材质为不锈钢。

采用如上所述的技术方案，本发明具有如下有益效果：

本发明所述的一种用于金属基材涂层电化学测试的测试池装置，本发明根据杠杆原理的反向使用，采用力臂式测试池夹具，测试池夹具一端用顶紧螺栓顶起，另一端与涂层接触的压紧部件配有弹性垫片，微调顶紧螺栓上下位置可将测试池固定于金属基材涂层表面，本发明可以弥补现有技术的不足，既不会破坏涂层，也无需对测试池进行拆卸即可进行试样的安装和辅助电极、参比电极的放置和更换等，本发明具有结构简单、操作方便、成本低廉，不会对涂层造成不可逆影响，在安装试样、放置和更换参比电极和对电极时，无需对电解池进行拆卸。

【附图说明】

图1为本发明中阵列测试池的结构示意图；

在图中：1、参比电极；2、对电极；3、测试池盖；4、测试池套管；5、密封垫圈；6、弹性垫片；7、测试池夹具；8、顶紧螺栓。

【具体实施方式】

通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，本发明并不局限于下面的实施例；

结合附图1所述的一种用于金属基材涂层电化学测试的测试池装置，包括参比电极1、对电极2、测试池盖3、测试池套管4和测试池夹具7，所述测试池套管4的下端通过测试池夹具7压紧在测试样板的涂层面上，所述测试池夹具7包括上夹块、下夹块和顶紧螺栓8，在所述上夹块和下夹块向对面的中部分别设有铰接块，上夹块和下夹块通过铰接块铰接，在铰接块的一端设有顶紧螺栓8，所述顶紧螺栓8的上端连接上夹块，顶紧螺栓8的下端连接下夹块，在铰接块另一端的上夹块上设有测试池套管4卡槽；进一步，在测试池套管4上端的开口处设有测试池盖3，在所述测试池盖3上间隔设有贯通至测试池套管4内的参比电极1和对电极2，所述参比电极1和对电极2分别通过导线连接电化学工作站形成所述的用于金属基材涂层电化学测试的测试池装置。

为了更好的实施本发明，所述测试池夹具7上的上夹块的下面与测试样板的涂层面之间设有弹性垫片6；所述弹性垫片6的材质为丁腈橡胶或硅橡胶；所述测试池套管4底部的外缘面上设有向外延伸的环形凸台，所述环形凸台的上面连接测试池夹具7的压紧端；所述测试池套管4的下端面与测试样板的涂层面之间设有密封垫圈5；所述测试池套管4的材质为有机玻璃；所述测试池盖3的材质为聚四氟乙烯；所述测试池夹具7的材质为不锈钢。

本发明的技术要点如下：

1、测试池装置的安装：通过测试池夹具7将测试池套管4固定于金属基材涂层表面, 测试池夹具7一端用顶紧螺栓8顶起，另一端与涂层接触部分配有弹性垫片6，弹性垫片6采用丁腈橡胶或硅橡胶制成。通过微调顶紧螺栓8的上下位置，可轻松移动测试位置，通过调整顶紧螺栓8上下位置，可方便安装和拆卸测试池。

2、测试池装置的密封：测试池底部带有密封垫圈5，微调顶紧螺栓8的上下位置,使密封垫圈5紧贴涂层，测试池密封性良好。

本发明的实施例如下：

测试池尺寸：测试池盖3直径为40～50mm，测试池套管4的内径为30～40mm，高度为50～65mm，外径为50～60mm，高度为50～60mm。

测试池的材质：测试池盖3采用聚四氟乙烯制成，测试池套管4选用有机玻璃材料制成，密封垫圈5选用丁腈橡胶或者硅橡胶制成，测试池夹具7采用不锈钢材料制成，测试池夹具7的压紧部件所配的弹性垫片6由耐蚀绝缘塑料材料，比如聚氯乙烯、丁腈橡胶或硅橡胶制成。

测试池体系安装：首先，将带有密封垫圈5的测试池套管4通过测试池夹具7固定在金属基材涂层表面，微调测试池夹具7一端顶紧螺栓8的上下位置，使测试池夹具7上的弹性垫片6压紧金属基材表面；然后，盖上测试池盖3，将参比电极1和对电极2穿过测试池盖3的插口，将电化学测量用测试液注入测试池套管4内，测试液液面高度达到实验需求为止。最后，电极外接电化学工作站，进行试验操作。

电化学阻抗谱试验方法：

电化学阻抗谱试验所选用典型材料：喷砂钢板+环氧涂层，尺寸150mm×250mm×2mm,环氧涂层厚度250μm,3%氯化钠溶液浸泡10天后进行测试。

将测试池装置安装在试验样板上，加入电解质溶液，连接电化学工作站，进行电化学阻抗谱测试。测试频率范围为0.01～100KHz，正弦波信号振幅为10mv，开路电位下进行测量。三电极体系，复合涂层/钢板为工作电极，对电极为不锈钢，参比电极为Ag/AgCl 电极，测试介质为3%氯化钠溶液，此部分内容申请人已另行申报专利，故在此不予累述。

试验结果

环氧涂层样板在垂直的状态下进行电化学阻抗谱测试，采用等效电路模拟分析，得到涂层结果数据信息，具体试验数据见表1 ：

表1 涂层信息数据

电化学信息	测试数据
		溶液电阻	4.58kΩ
涂层电阻	62.9kΩ
		腐蚀反应电荷传递电阻	488kΩ
涂层电容	4.80×10-10F
		双电层电容	4.27×10-7 F

本发明的效果如下：

本发明的测试池装置结构简单、操作方便、不会对涂层造成不可逆影响。在安装试样、放置和更换辅助电极和参比电极时，无需对电解池进行拆卸。该装置直接固定于金属基材涂层表面，向测试池中加入电解质溶液即可进行电化学测试。

本发明的试验效果：

试验中选用涂覆环氧涂层的样板进行电化学阻抗测试，将测试池装置固定于金属基材表面，加入天然海水浸泡24h后测试，浸泡过程中未发现有漏水现象，说明测试池装置密封性能良好。试验结束后，由于弹性垫片6的存在，涂层表面未出现刮擦痕迹，将该工作电极进一步进行表面形貌观察，结果表面涂层表面完好。此设备操作简便、能满足金属基材表面涂层的电化学测试要求。

本发明可用于金属基材涂层的电化学性能测试，为金属基材涂层的耐腐蚀性能评价提供技术保障，具有重要的现实意义。

本发明未详述部分为现有技术。

为了公开本发明的目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。

Claims (8)

1.一种用于金属基材涂层电化学测试的测试池装置，包括参比电极（1）、对电极（2）、测试池盖（3）、测试池套管（4）和测试池夹具（7），其特征是：所述测试池套管（4）的下端通过测试池夹具（7）压紧在测试样板的涂层面上，所述测试池夹具（7）包括上夹块、下夹块和顶紧螺栓（8），在所述上夹块和下夹块向对面的中部分别设有铰接块，上夹块和下夹块通过铰接块铰接，在铰接块的一端设有顶紧螺栓（8），所述顶紧螺栓（8）的上端连接上夹块，顶紧螺栓（8）的下端连接下夹块，在铰接块另一端的上夹块上设有测试池套管（4）卡槽；在测试池套管（4）上端的开口处设有测试池盖（3），在所述测试池盖（3）上间隔设有贯通至测试池套管（4）内的参比电极（1）和对电极（2），所述参比电极（1）和对电极（2）分别通过导线连接电化学工作站形成所述的用于金属基材涂层电化学测试的测试池装置。

2.根据权利要求1所述的用于金属基材涂层电化学测试的测试池装置，其特征是：所述测试池夹具（7）上的上夹块的下面与测试样板的涂层面之间设有弹性垫片（6）。

3.根据权利要求2所述的用于金属基材涂层电化学测试的测试池装置，其特征是：所述弹性垫片（6）的材质为丁腈橡胶或硅橡胶。

4.根据权利要求1所述的用于金属基材涂层电化学测试的测试池装置，其特征是：所述测试池套管（4）底部的外缘面上设有向外延伸的环形凸台，所述环形凸台的上面连接测试池夹具（7）的压紧端。

5.根据权利要求1所述的用于金属基材涂层电化学测试的测试池装置，其特征是：所述测试池套管（4）的下端面与测试样板的涂层面之间设有密封垫圈（5）。

6.根据权利要求1所述的用于金属基材涂层电化学测试的测试池装置，其特征是：所述测试池套管（4）的材质为有机玻璃。

7.根据权利要求1所述的用于金属基材涂层电化学测试的测试池装置，其特征是：所述测试池盖（3）的材质为聚四氟乙烯。

8.根据权利要求1所述的用于金属基材涂层电化学测试的测试池装置，其特征是：所述测试池夹具（7）的材质为不锈钢。