CN106400099A - 一种电子背散射衍射试样电解抛光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种电子背散射衍射试样电解抛光装置，其包括电解槽、电解液存储槽、清洗液存储槽、阳极杆、阴极盘和直流电源，电解槽顶部的开口处设有上盖，阳极杆可升降连接于上盖上，阴极盘设于电解槽的底部，阴极盘内部具有空腔，阴极盘的上端面设有多个与空腔连通的喷射孔，阴极盘的底部连接有与空腔连通的空心管，电解液存储槽的底部通过电解液输送管与空心管连接，清洗液存储槽的底部通过清洗液输送管与空心管连接；电解槽的上部侧壁通过电解液溢流管与电解液存储槽连通，电解槽的下部侧壁上通过电解液回流管连通至电解液存储槽，电解槽的下部侧壁上还通过清洗液回流管连通至清洗液存储槽。本装置结构紧凑，对流效果好，电解抛光均匀。

Description

一种电子背散射衍射试样电解抛光装置
技术领域
本发明涉及电解抛光领域，尤其涉及一种电子背散射衍射试样电解抛光装置。
背景技术
电子背散射衍射（EBSD）技术作为一种取向成像分析技术，广泛用于材料微观形貌和微观取向的分析。由于EBSD观测信号来源于材料表面极浅的表层，因此对试样要求比较高，要求试样表面具有导电性、平滑、无应力层、无氧化膜和无连续腐蚀坑等。各种EBSD试样制备方法中，机械抛光后再电解抛光是制备金属材料EBSD试样最为快速、低成本的方法。
在实验室科研中，简易的EBSD试样电解抛光装置包括阳极、阴极、搅拌器、电解槽、直流电源和电解液等。阳极和阴极板相对且平行，为了使得电解液温度均匀、防止在电极间局部温度过高，还要装有搅拌器进行搅拌。简易装置在试样抛光后，需立即取出试样，采用清洗液对试样表面进行清洗。外置清洗如不及时容易造成试样表面的氧化。此外，简易电解抛光装置电压和电流不可独立调节，对需要精确控制电流密度的试样制备不适用。专利201320555971.3公开了一种铝合金电子背散射试样的电解抛光装置。在电解槽底部通过水管连接冲洗装置，在电解抛光过程中通过耐蚀泵将抛光液冲刷至试样表面，冲洗试样表面的腐蚀产物，从而实现均匀抛光。在抛光后，这种装置仍需要外置清洗。专利200920256134.4公开了一种实验室用金相样品电解抛光装置。该装置具有两个支架，支架上设有横梁，阳极和阴极上部与横梁滑动设置，从而可以调节电极间距，进而调节抛光过程的电流。该装置的电极间距结构较为复杂。因此需要开发一种结构简单，电极间距可调并具有清洗的EBSD试样电解抛光装置，以满足EBSD对高质量试样的需要。
发明内容
为解决现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种结构简单，电极间距可调并具有清洗功能的电子背散射衍射试样电解抛光装置。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种电子背散射衍射试样电解抛光装置，其包括电解槽、电解液存储槽、清洗液存储槽、阳极杆、阴极盘和直流电源，所述电解槽顶部的开口处设有上盖，所述阳极杆可升降连接于上盖上，且阳极杆的下端延伸入电解槽内，阳极杆的下端设有试样夹持夹，所述阴极盘设于电解槽的底部，阴极盘内部具有空腔，阴极盘的上端面设有多个与空腔连通的喷射孔，所述阴极盘的底部连接有与空腔连通的空心管，所述电解液存储槽的底部通过电解液输送管与空心管连接，电解液输送管上设有电解液输送泵，所述清洗液存储槽的底部通过清洗液输送管与空心管连接，清洗液输送管上设有清洗液输送泵；所述电解槽的上部侧壁通过电解液溢流管与电解液存储槽连通，电解液溢流管上设有电解液溢流阀，所述电解槽的下部侧壁上通过电解液回流管连通至电解液存储槽，电解液回流管上设有电解液回流阀，所述电解槽的下部侧壁上还通过清洗液回流管连通至清洗液存储槽，清洗液回流管上设有清洗液回流阀；所述直流电源的正极通过导线连接阳极杆的上部，直流电源的负极通过导线连接阴极盘底部空心管外壁。
所述上盖上的中心处设有螺纹孔，阳极杆为螺纹杆，该阳极杆与上盖的螺纹孔螺纹连接。
所述空心管上设有温度传感器。
所述电解槽和上盖均采用透明耐蚀有机玻璃成型。
所述阳极杆、阴极盘、电解液输送管、电解液溢流管、电解液回流管、清洗液输送管、和清洗液回流管均采用耐蚀不锈钢成型。
所述电解液存储槽和清洗液存储槽均采用耐蚀聚四氟乙烯板粘结而成。
所述电解液输送泵和清洗液输送泵均为耐蚀隔膜泵。
所述电解液溢流阀、电解液回流阀和清洗液回流阀均为耐蚀不锈钢电磁阀。
本发明采用以上技术方案，具有以下有益效果：
1、本装置结构紧凑，对流效果好，电解抛光均匀。电解液和清洗液通过输送泵压入阴极盘上的喷射孔，形成垂直于试样表面的喷射流，对流效果好，因此无需额外搅拌装置。
2、试样和阴极间距精确可调，从而在设定的电压下，可以精确调节电解抛光电流，抛光质量好。
3、带有自动清洗试样装置，抛光后随即转入清洗，避免电解液残留和试样表面的氧化。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明；
图1为本发明一种电子背散射衍射试样电解抛光装置的示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括电解槽1、电解液存储槽2、清洗液存储槽3、阳极杆4、阴极盘5和直流电源6，电解槽1顶部的开口处设有上盖7，阳极杆4可升降连接于上盖7上，且阳极杆4的下端延伸入电解槽1内，阳极杆4的下端设有试样夹持夹，阴极盘5设于电解槽1的底部，阴极盘5内部具有空腔，阴极盘5的上端面设有多个与空腔连通的喷射孔，阴极盘5的底部连接有与空腔连通的空心管8，电解液存储槽2的底部通过电解液输送管9与空心管8连接，电解液输送管9上设有电解液输送泵10，清洗液存储槽3的底部通过清洗液输送管11与空心管8连接，清洗液输送管11上设有清洗液输送泵12；电解槽1的上部侧壁通过电解液溢流管13与电解液存储槽2连通，电解液溢流管13上设有电解液溢流阀14，电解槽1的下部侧壁上通过电解液回流管15连通至电解液存储槽2，电解液回流管15上设有电解液回流阀16，电解槽1的下部侧壁上还通过清洗液回流管17连通至清洗液存储槽3，清洗液回流管17上设有清洗液回流阀18；直流电源6的正极通过导线连接阳极杆4的上部，直流电源6的负极通过导线连接阴极盘5底部空心管8外壁。
上盖7上的中心处设有螺纹孔，阳极杆4为螺纹杆，该阳极杆4与上盖7的螺纹孔螺纹连接，通过旋转阳极杆4，可以精确调节试样20和阴极盘5间距。
空心管8上设有温度传感器19，用于检测电解液的温度。
电解槽1和上盖7均采用透明耐蚀有机玻璃成型，便于观察试样20的抛光过程。
阳极杆4、阴极盘5、电解液输送管9、电解液溢流管13、电解液回流管15、清洗液输送管11、和清洗液回流管17均采用耐蚀不锈钢成型。
电解液存储槽2和清洗液存储槽3均采用耐蚀聚四氟乙烯板粘结而成。
电解液输送泵10和清洗液输送泵12均为耐蚀隔膜泵。
电解液溢流阀14、电解液回流阀16和清洗液回流阀18均为耐蚀不锈钢电磁阀。
电子背散射衍射试样的具体抛光过程如下：将试样20固定于阳极杆4底部试样夹持夹中，使试样20与阴极盘5平行。在直流电源6中设定好电压值，电源正极通过阳极连接导线与阳极杆4连接，调节试样20和阴极盘5的间距至设定值。将直流电源6负极通过阴极连接导线连接与阴极盘5底部空心管8外壁。关闭清洗液回流阀18和电解液回流阀16，打开电解液溢流阀14，开启电解液输送泵10，将电解液存储槽2中的电解液压入阴极盘5，从阴极盘5喷射孔中喷出，形成垂直于试样20的喷射对流，对试样20进行电解抛光。在设定的时间后，关闭直流电源6，关闭电解液输送泵10，关闭电解液溢流阀14，开启电解液回流阀16，将电解槽1中的电解液回流至电解液存储槽2中，然后关闭电解液回流阀16，开启清洗液回流阀18，打开清洗液输送泵12，清洗液压入阴极盘5，从阴极盘5喷射孔喷出后，对试样20表面进行清洗。清洗一定时间后，关闭清洗液输送泵12，完成试样20的抛光过程。

Claims (8)

1.一种电子背散射衍射试样电解抛光装置，其特征在于：其包括电解槽、电解液存储槽、清洗液存储槽、阳极杆、阴极盘和直流电源，所述电解槽顶部的开口处设有上盖，所述阳极杆可升降连接于上盖上，且阳极杆的下端延伸入电解槽内，阳极杆的下端设有试样夹持夹，所述阴极盘设于电解槽的底部，阴极盘内部具有空腔，阴极盘的上端面设有多个与空腔连通的喷射孔，所述阴极盘的底部连接有与空腔连通的空心管，所述电解液存储槽的底部通过电解液输送管与空心管连接，电解液输送管上设有电解液输送泵，所述清洗液存储槽的底部通过清洗液输送管与空心管连接，清洗液输送管上设有清洗液输送泵；所述电解槽的上部侧壁通过电解液溢流管与电解液存储槽连通，电解液溢流管上设有电解液溢流阀，所述电解槽的下部侧壁上通过电解液回流管连通至电解液存储槽，电解液回流管上设有电解液回流阀，所述电解槽的下部侧壁上还通过清洗液回流管连通至清洗液存储槽，清洗液回流管上设有清洗液回流阀；所述直流电源的正极通过导线连接阳极杆的上部，直流电源的负极通过导线连接阴极盘底部空心管外壁。
2.根据权利要求1所述的一种电子背散射衍射试样电解抛光装置，其特征在于：所述上盖上的中心处设有螺纹孔，阳极杆为螺纹杆，该阳极杆与上盖的螺纹孔螺纹连接。
3.根据权利要求1所述的一种电子背散射衍射试样电解抛光装置，其特征在于：所述空心管上设有温度传感器。
4.根据权利要求1所述的一种电子背散射衍射试样电解抛光装置，其特征在于：所述电解槽和上盖均采用透明耐蚀有机玻璃成型。
5.根据权利要求1所述的一种电子背散射衍射试样电解抛光装置，其特征在于：所述阳极杆、阴极盘、电解液输送管、电解液溢流管、电解液回流管、清洗液输送管、和清洗液回流管均采用耐蚀不锈钢成型。
6.根据权利要求1所述的一种电子背散射衍射试样电解抛光装置，其特征在于：所述电解液存储槽和清洗液存储槽均采用耐蚀聚四氟乙烯板粘结而成。
7.根据权利要求1所述的一种电子背散射衍射试样电解抛光装置，其特征在于：所述电解液输送泵和清洗液输送泵均为耐蚀隔膜泵。
8.根据权利要求1所述的一种电子背散射衍射试样电解抛光装置，其特征在于：所述电解液溢流阀、电解液回流阀和清洗液回流阀均为耐蚀不锈钢电磁阀。
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