CN111257214B - 一种可在电磁场下测电化学腐蚀性能的原位电化学池装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电化学技术领域，公开了一种可在电磁场下测电化学腐蚀性能的原位电化学池装置，外层水浴层内部容纳有内层电解反应池；外层水浴层外部套装有电磁圈装置；所述外层水浴层上下分别开有出水口和进水口；内层电解反应池上开有参比电极口、进气口、工作电极口、辅助电极口、出气口；工作电极口通过工作电极管道伸入内层电解反应池内，所述工作电极管道底部位于整个内层电解反应池中心。本发明结构简单，加工方便，实验易操作。本发明采用市场常见的普通石英材料作为池体，原料易得，成本低廉。本发明的三电极利用打孔的橡皮塞插入反应池，接口为磨砂口，方便插入固定及取出清理。

Description

一种可在电磁场下测电化学腐蚀性能的原位电化学池装置
技术领域
本发明属于电化学技术领域，尤其涉及一种可在电磁场下测电化学腐蚀性能的原位电化学池装置。
背景技术
目前，金属的腐蚀是非常普遍的现象。不论在什么工作环境下，金属都或多或少会发生腐蚀，腐蚀的影响因素有很多。随着电器的使用越来越普及，我们生活中也环绕着各种电磁场，那么电磁场的存在对金属材料的腐蚀有何作用？针对这个问题，国内外越来越多的人开始进行对电磁场的研究。电化学方法是对腐蚀行为的研究的一种重要手段，它可以在很大程度上反应出材料的腐蚀性能。进行电化学测试需要用到电化学池，经文献调研，现阶段大多数研究人员所用的适用于电磁场环境下的电化学装置，存在以下问题及缺陷为：
(1)现有技术中，没有将工作电极固定，并不能确保每次实验时工作电极处在同一位置，位置不同，所受的磁场力大小也不同，这将严重的影响到测量数据的精确性，严重影响判断。
(2)施加电磁场的同时无法直接改变实验溶液的温度及溶氧度，测试条件单一，无法做到多功能使用。
(3)结构复杂，搭建实验平台费时费力。
通过上述分析，解决以上问题及缺陷的难度在于设计合适的限位装置来对工作电极位置的限制，以保证每次实验位置都是相同，对现有装置进行合适的简化也是难度所在。
解决上述问题及缺陷的意义在于：解决上述问题，可以设计一个专门用来做电磁场条件下的电化学池装置，在做电磁场对材料腐蚀的同时可以兼顾其他实验条件，可以多方面多角度来研究材料腐蚀行为，可以弥补该领域的不足。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种可在电磁场下测电化学腐蚀性能的原位电化学池装置。
本发明是这样实现的，一种可在电磁场下测电化学腐蚀性能的原位电化学池装置，所述可在电磁场下测电化学腐蚀性能的原位电化学池装置包括外层水浴层7，所述外层水浴层内部容纳有内层电解反应池6；
所述外层水浴层7外部套装有电磁圈装置12；所述外层水浴层7上下分别开有出水口8和进水口9；
所述内层电解反应池6上开有参比电极口1、进气口2、工作电极口3、辅助电极口4、出气口5；
所述工作电极口3通过工作电极管道10伸入内层电解反应池6内，所述工作电极管道10底部位于整个内层电解反应池6中心。
进一步，所述内层电解反应池6由石英材质制成。结构简单，适用于常见的电解液。
进一步，工作电极管道10的管口出浇铸有玻璃环11，用于限制工作电极的位置，使工作电极处于电磁圈装置12的正中间。
进一步，所述参比电极口1、进气口2、辅助电极口4、出气口5根据具体情况相互混用。
进一步，所述外层水浴层7为水浴装置，通过通入不同温度的水改变内层电解反应池6内的温度。
进一步，所述电磁圈装置12位于外层水浴层7的中间，所述电磁圈装置12的电磁圈由上环、下环及线圈组成，所述线圈缠绕于上下环之间。
进一步，参比电极、工作电极、辅助电极均通过橡胶塞塞入对应的参比电极口1、工作电极口3、辅助电极口4内。
进一步，参比电极通过鲁金毛细管与工作电极相贴近。
本发明的另一目的在于提供一种与所述可在电磁场下测电化学腐蚀性能的原位电化学池装置联用对材料腐蚀行为的实施检测的电化学工作站。
本发明的另一目的在于提供一种利用所述可在电磁场下测电化学腐蚀性能的原位电化学池装置的电化学实验设备，所述电化学实验设备根据不同的实际工况，改变并实时保持电解液的温度，pH值，溶氧度以及电磁场的大小，进行材料腐蚀行为的实施检测。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：
本发明主体结构包括，进气口，出气口，辅助电极，参比电极，工作电极、电解池主体、进水口、出水口以及电磁线圈。本发明可根据不同的实际工况，改变并实时保持电解液的温度，pH值，溶氧度以及电磁场的大小。本发明可以将工作电极固定，确保每次实验工作电极所受的电场力大小完全相同。
本发明在测电磁场对材料腐蚀影响的同时也可以测温度、溶氧度对腐蚀的影响。
本发明结构简单，材料常见，生产成本低。
本发明通用性强、使用范围广、结构简单、加工方便、成本低廉、可以实现多种情况下实时测量样品的电化学信号。
相比于现有技术，本发明的优点进一步包括：
本发明结构简单，加工方便，实验易操作。本发明采用市场常见的普通石英材料作为池体，原料易得，成本低廉。本发明的三电极利用打孔的橡皮塞插入反应池，接口为磨砂口，方便插入固定及取出清理。本发明的工作电极每次可以确保在同一位置，保证每次实验条件相同，提高准确性。
本发明可根据不同的实际工况，改变并实时保持电解液的温度，pH值，溶氧度以及电磁场的大小。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的可在电磁场下测电化学腐蚀性能的原位电化学池装置示意图。
图中：1、参比电极；2、进气口；3、工作电极口；4、辅助电极口；5、出气口；6、内层电解反应池；7、外层水浴层；8、出水口；9、进水口；10、工作电极管道；11、玻璃环；12、电磁圈装置。
图2是本发明实施例提供的结合电化学工作站测出来的极化曲线图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
现有技术中，没有将工作电极固定，不能确保每次实验工作电极都在同一位置，导致每次实验的磁场强度不一样，准确性差。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种可在电磁场下测电化学腐蚀性能的原位电化学池装置，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示，
一种可在电磁场下测电化学腐蚀性能的原位电化学池装置，所述可在电磁场下测电化学腐蚀性能的原位电化学池装置包括外层水浴层7，所述外层水浴层内部容纳有内层电解反应池6。
所述外层水浴层7外部套装有电磁圈装置12；所述外层水浴层7上下分别开有出水口8和进水口9。
所述内层电解反应池6上开有参比电极口1、进气口2、工作电极口3、辅助电极口4、出气口5。
所述工作电极口3通过工作电极管道10伸入内层电解反应池6内，所述工作电极管道10底部位于整个内层电解反应池6中心。
所述内层电解反应池6由石英材质制成。结构简单，适用于常见的电解液。
工作电极管道10的管口出浇铸有玻璃环11，用于限制工作电极的位置，使工作电极处于电磁圈装置12的正中间。
所述参比电极口1、进气口2、辅助电极口4、出气口5根据具体情况相互混用。
所述外层水浴层7为水浴装置，通过通入不同温度的水改变内层电解反应池6内的温度。
所述电磁圈装置12位于外层水浴层7的中间，所述电磁圈装置12的电磁圈由上环、下环及线圈组成，所述线圈缠绕于上下环之间。
参比电极、工作电极、辅助电极均通过橡胶塞塞入对应的参比电极口1、工作电极口3、辅助电极口4内。
参比电极通过鲁金毛细管与工作电极相贴近。
电化学反应池的外层的水浴层7长度为8-20cm，宽度为8-20cm，高度为8-20cm；内层长度为6-18cm，宽度为6-18cm，高度为6-18cm。
电化学反应池工作电极口3宽度为2-3cm。
电化学反应池的工作电极管道10宽度为2-3cm。
电化学反应池的电极通过橡胶塞塞入接口。
电化学反应池的玻璃环11宽度为1.8-2.8cm。
电化学反应池的参比电极通过鲁金毛细管与工作电极相贴近。
电化学反应池的电磁线圈装置12由漆包线缠绕而成。
电化学反应池能实现电化学工作站与电磁场装置的联用，实现在有电磁场的环境下，对材料腐蚀行为的实施检测。所述的电极接口均为摩擦口，其中，工作电极位置正好处于磁场正中间。
本发明提供一种可在电磁场下测电化学腐蚀性能的原位电化学池装置在电化学实验中检测方法包括：
1)将需要检测的样品封在与工作电极通道尺寸相同PVC水管中，制成工作电极。
2)将电解液倒入电化学池中。
3)工作电极表面抛光至水平光滑，插进橡皮塞中，再将橡皮塞插入工作电极口。
4)将其他电极插进橡皮塞，再插进对应的接口。
5)进气采用曝气管，从进气口进入，没过电解液，从进气口通入高纯氮气，出气口接出放进装有水的烧杯中隔绝空气。
6)从进水口通入水浴用水，再从出水口排出，保证水温恒定。
7)将电磁圈接入交流恒电源，三电极接入电化学工作站。
8)上述工作准备好后，根据实际情况选择不同的测量模式进行实验。
下面结合实验效果对本发明作进一步描述。
图2为使用该装置测出来的不锈钢的动电位极化曲线，可见随着励磁电流的增大，即电磁场的增大，该材料自腐蚀电位为降低的趋势，电磁场对不锈钢的腐蚀起到促进的作用。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种可在电磁场下测电化学腐蚀性能的原位电化学池装置，其特征在于，所述可在电磁场下测电化学腐蚀性能的原位电化学池装置包括外层水浴层，所述外层水浴层内部容纳有内层电解反应池；
所述外层水浴层外部套装有电磁圈装置；所述外层水浴层上下分别开有出水口和进水口；
所述内层电解反应池上开有参比电极口、进气口、工作电极口、辅助电极口、出气口；
所述工作电极口通过工作电极管道伸入内层电解反应池内，所述工作电极管道底部位于整个内层电解反应池中心；
所述内层电解反应池由石英材质制成。
2.如权利要求1所述的可在电磁场下测电化学腐蚀性能的原位电化学池装置，其特征在于，工作电极管道的管口出浇铸有玻璃环，用于限制工作电极的位置，使工作电极处于电磁圈装置的正中间。
3.如权利要求1所述的可在电磁场下测电化学腐蚀性能的原位电化学池装置，其特征在于，所述参比电极口、进气口、辅助电极口、出气口根据具体情况相互混用。
4.如权利要求1所述的可在电磁场下测电化学腐蚀性能的原位电化学池装置，其特征在于，所述外层水浴层为水浴装置，通过通入不同温度的水改变内层电解反应池内的温度。
5.如权利要求1所述的可在电磁场下测电化学腐蚀性能的原位电化学池装置，其特征在于，所述电磁圈装置位于外层水浴层的中间，所述电磁圈装置的电磁圈由上环、下环及线圈组成，所述线圈缠绕于上下环之间。
6.如权利要求1所述的可在电磁场下测电化学腐蚀性能的原位电化学池装置，其特征在于，参比电极、工作电极、辅助电极均通过橡胶塞塞入对应的参比电极口、工作电极口、辅助电极口内。
7.如权利要求1所述的可在电磁场下测电化学腐蚀性能的原位电化学池装置，其特征在于，参比电极通过鲁金毛细管与工作电极相贴近。
8.一种与权利要求1～7任意一项所述可在电磁场下测电化学腐蚀性能的原位电化学池装置联用对材料腐蚀行为的实施检测的电化学工作站。
9.一种利用权利要求1～7任意一项所述可在电磁场下测电化学腐蚀性能的原位电化学池装置的电化学实验设备，所述电化学实验设备根据不同的实际工况，改变并实时保持电解液的温度，pH值，溶氧度以及电磁场的大小，进行材料腐蚀行为的实施检测。
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