CN205826591U - 用于测量电化学腐蚀的电解池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于测量电化学腐蚀的电解池，包括：主体，主体内具有盛放溶液的腔室；其中，主体的一侧表面上形成有通孔，通孔延伸至腔室；工作电极的工作面面对通孔，并且工作电极固定于主体的该侧表面上；并且主体的顶表面上设置有第一电极插孔，参比电极和辅助电极的一端通过第一电极插孔插入到腔室中，并且辅助电极通过通孔与工作电极的工作面相对。

Description

用于测量电化学腐蚀的电解池

技术领域

本实用新型涉及一种可用于电化学腐蚀测量，特别适用于对片状样品(下文也称为工作电极)在给定溶液中腐蚀极化曲线，即腐蚀行为，进行测定与表征的电解池。

背景技术

金属在液体环境中的腐蚀行为可采用电化学的测试方法，如动电位极化和电化学阻抗谱进行表征。在电化学腐蚀试验中，通常采用三电极体系，即工作电极、辅助电极以及参比电极，对液-固界面的电子传输进行表征和测定。试验之前的准备工作包括工作电极的准备和电解池的选取。

在电化学腐蚀试验中，准备优良品质的工作电极对实验结果至关重要。在电化学领域中，工作电极狭义上指所研究的物质，广义上指所研究的物质，覆盖于所研究的物质上的包覆材料，以及连接导线等附加材料和结构设置。本文中提到的工作电极意为后者，即广义所指。包覆材料应该是绝缘的且在所使用的溶液中稳定。在用电化学方法对金属的腐蚀行为进行表征时，通常金属样品为方片状或圆片状，其工作面经过抛光处理后暴露在外，样品的非工作面与导线相连且通常用树脂，例如环氧树脂，进行包覆和封闭，使得非工作面和连接导线与溶液隔绝。此过程通常包括树脂的涂抹与固化，该过程繁琐耗时且难以保证工作电极品质，树脂与非工作面间可能会产生肉眼难以发现的气泡或缝隙。在试验中，工作电极被浸入某种溶液中，溶液可能渗入缝隙中并腐蚀未经抛光处理的非工作面，影响实验结果。

此外，在电化学腐蚀实验中，通常可选择烧杯或多口(三口或五口)烧瓶作为盛放溶液的电解池。烧杯易于获得，规格齐全，使用简便，各种形状和尺寸的工作电极都适用，但各电极间相对位置与距离难以固定和重现。电极间的相对位置和距离的不同会对试验结果产生影响。多口烧瓶可基本确保电极间相对位置与距离，但瓶口口径限制了工作电极尺寸。另外还有一种H型玻璃电解池，此装置结构复杂，不易加工，且并非专门为测量电化学腐蚀所设计。

鉴于此，国内许多研究机构设计了用于研究电化学腐蚀的电解池，但在这些装置中， 电极之间的相对位置和距离并未纳入考虑范围。

因此，需要设计一种电解池，使用这种电解池时，应能简化工作电极的准备过程，且保证其品质，另外，此电解池能固定和优化电极间的相对位置以及距离。

实用新型内容

本实用新型旨在解决上述问题中的一个或多个，并且其目的在于提供一种用于测量电化学腐蚀的电解池，使用该电解池能够简化工作电极的准备过程，例如利用绝缘材料对样品进行包覆的过程，并且固定、优化各个电极之间的相对位置和距离。

本实用新型提供一种用于测量电化学腐蚀的电解池，其包括：主体，主体内具有盛放溶液的腔室；其中，主体的一侧表面上形成有通孔，通孔延伸至腔室；工作电极的工作面面对通孔，并且工作电极固定于主体的一侧表面上；并且主体的顶表面上设置有第一电极插孔，参比电极和辅助电极通过第一电极插孔插入到腔室中，并且辅助电极通过通孔与工作电极的工作面相对。

利用上述构造，仅工作电极的工作面暴露于主体的腔室中的溶液，而连接了导线等的非工作面未暴露于溶液，因此与现有技术中将工作电极的非工作区域包覆之后将整个工作电极放置在溶液中的结构相比，本实用新型可以不必包覆工作电极的非工作面，因此可以减少工作电极的准备时间，并且可以避免包覆过程中产生的缝隙导致溶液渗入到工作电极的非工作区域中而影响试验结果的情况出现。

优选地，根据本实用新型的用于测量电化学腐蚀的电解池，进一步包括夹具，夹具包括夹持构件和第一紧固件，夹持构件通过第一紧固件被固定到主体，并且工作电极被固定地夹持在主体的一侧表面和夹持构件之间；其中，O形密封圈设置在通孔和工作电极之间以进行密封。

利用上述构造，工作电极可以通过夹具被固定地夹持在主体的一侧表面和夹持构件之间并且通过O形密封圈实现通孔和工作电极之间的可靠密封。

优选地，在根据本实用新型的用于测量电化学腐蚀的电解池中，第一电极插孔为细长形槽孔，第一电极插孔的宽度尺寸大于参比电极和辅助电极的外径；并且槽孔的延伸方向与腔室的延伸方向平行。

优选地，根据本实用新型的用于测量电化学腐蚀的电解池进一步包括电极固定器，电极固定器包括：固定器主体，固定器主体靠近工作电极的一端设置有第二电极插孔，第二电极插孔竖直地贯穿固定器主体；插入部分，插入部分从固定器主体的另一端朝向主体突 出；第二紧固件；当电极固定器固定设置于主体上时，参比电极和辅助电极插入通过第二电极插孔，并且插入部分插入第一电极插孔内；并且第二紧固件使得参比电极和辅助电极相对于第二电极插孔以及第一电极插孔不可移动。

利用上述构造，可以确保和固定电极间(尤其是辅助电极和工作电极之间)相对位置和距离，有利于试验结果的准确性。

优选地，在根据本实用新型的用于测量电化学腐蚀的电解池中，主体包括长方体部分和圆柱体部分，腔室由贯穿圆柱体部分并且延伸进入长方体部分中的孔形成；并且电解池进一步包括封闭盖，封闭盖从圆柱体部分封闭腔室。

利用上述构造，封闭盖相对于主体是可拆卸的，因此有利于试验后对电解池的内部进行清洗。

优选地，根据本实用新型的用于测量电化学腐蚀的电解池进一步包括密封垫片，密封垫片设置在封闭盖和圆柱体部分之间以进行密封。

利用上述构造，通过密封垫片，可以更可靠地防止溶液泄漏。

优选地，在根据本实用新型的用于测量电化学腐蚀的电解池中，第一紧固件和第二紧固件为螺钉。

附图说明

图1是根据本实用新型的电解池的立体图；和

图2是根据本实用新型的电解池的分解图，其中显示了工作电极、参比电极和辅助电极。

具体实施方式

下面结合附图详细描述根据本实用新型的优先实施例。

图1是根据本实用新型的用于测量电化学腐蚀的电解池的立体图，图2是根据本实用新型的电解池的分解图。在本实施例中，电解池可以由有机玻璃、聚四氟乙烯等材料制成，具体选材可以根据电化学腐蚀试验(以下简称“试验”)中该材料在所使用的溶液中的稳定性决定。

如图1和2所示，电解池包括主体2，主体2内具有盛放溶液的腔室。具体来说，主体2包括长方体部分2a和圆柱体部分2b，上述腔室由贯穿圆柱体部分2b并且延伸进入长方体部分2a中的孔形成。换句话说，上述腔室从图1中的圆柱体部分2b的左侧延伸进入 长方体部分2a中，其长度长于圆柱体部分2b的长度但是短于圆柱体部分2b和长方体部分2a的长度之和。

电解池还包括封闭盖31，该封闭盖31从圆柱体部分2b侧密封腔室。具体地，封闭盖31的内周设置有内螺纹，圆柱体部分2b的外周设置有外螺纹，通过该内螺纹与该外螺纹的螺合，封闭盖31被旋拧在圆柱体部分2b上，从而封闭在该圆柱体部分2b的一侧开口的上述腔室。但是，应该理解的是，可以在封闭盖31的外周形成外螺纹，而在圆柱体部分2b的内周形成内螺纹，并相应地调整两者尺寸，以使得两者螺合。

进一步，密封垫片32设置在封闭盖31和圆柱体部分2b之间，以在两者之间进行密封。因此，通过密封垫片32，进一步防止腔室内的溶液从封闭盖31和圆柱体部分2b之间泄漏。

在主体2的长方体部分2a的一侧表面2c上形成有通孔22，该通孔22在该一侧表面开口并且延伸至主体2的腔室。也就是说，通孔22与腔室连通。在本实施例中，通孔22的直径远小于腔室的直径，并且腔室的轴线与通孔22的轴线可以重合。但是，应该理解的是，腔室的轴线与通孔22的轴线可以不重合，并且通孔22的直径可以设置为小于腔室直径的任意值。

进一步，根据本实用新型的电解池还包括夹具1，该夹具1包括第一紧固件11和夹持构件12，夹持构件12通过第一紧固件11被固定到主体2上。具体来说，第一紧固件11通过旋拧到主体2上对应的螺纹孔以及夹持构件12上对应的螺纹孔中，从而将夹持构件12固定到主体2上。在本实施例中，第一紧固件11为螺钉。但是，应该理解的是，第一紧固件11可以为其他结构，例如螺栓、铆钉、粘结剂等等能够将夹持构件12固定到主体2上的固定结构。此外，第一紧固件11和夹持构件12可以由不锈钢等材料制成，并且夹持构件12的靠近后述工作电极7的一侧包覆有绝缘材料。

工作电极7具有工作面和非工作面，该工作面接近并面对通孔22，该非工作面远离通孔22并且其上连接有导线。在通过第一紧固件11将夹持构件12固定到主体2上的同时，工作电极7被固定地夹持在主体2的一侧表面2c和夹持构件12之间，因此工作电极7固定于主体2的一侧表面2c上。

通孔22的开口侧形成有台阶，O形密封圈6设置在通孔22和工作电极7之间，位于该台阶上，以在通孔22和工作电极7之间进行密封，从而防止腔室内的溶液从工作电极7和通孔22(主体2的一侧表面2c)之间泄漏。

进一步，主体2的顶表面(图2中为上表面)设置有第一电极插孔21。辅助电极4和参比电极5的一端，如图2中的下端，通过第一电极插孔21插入到腔室中，其中辅助电极4通过通孔22与工作电极7的工作面相对。在本实施例中，第一电极插孔21为细长形槽孔，该槽孔的延伸方向与腔室的延伸方向平行，如图2所示。参比电极5和辅助电极4的外径，即它们的圆柱体部分的外径，等于或稍小于第一电极插孔21的宽度尺寸，即第一电极插孔21的宽度方向(垂直于槽孔的延伸方向)上的尺寸，从而参比电极5和辅助电极4能够插入该第一电极插孔21中。

进一步，辅助电极4的插入腔室中的上述一端还可以设置球拍形铂网4a，当辅助电极4插入腔室中时，铂网4a的网面隔着通孔22与工作电极7的工作面面对。但是，应该理解的是，辅助电极也可为铂丝或铂片电极。

此外，根据本实用新型的电解池可以进一步包括电极固定器23，该电极固定器23包括：固定器主体23a，该固定器主体23a靠近工作电极7的一端(例如图1中所示的右端)设置有第二电极插孔24，该第二电极插孔24竖直地贯穿固定器主体23a；插入部分23b，该插入部分23b从固定器主体23a的另一端朝向主体2突出；和第二紧固件23c，在本实施例中，第二紧固件23c为螺钉。通过将插入部分23b插入第一电极插孔21中，电极固定器23能够固定设置于主体2上。当电极固定器23固定设置于主体2时，参比电极5和辅助电极4的另一端(即它们的上端)插入通过第二电极插孔24，同时插入部分23b插入并固定于第一电极插孔21内，此过程将在下文中详细描述。在固定器主体23a的另一端的侧面开有螺纹孔，第二紧固件23c从该螺纹孔插入并到达第二电极插孔24中，第二紧固件23c与插入第二电极插孔24中的参比电极5和辅助电极4抵接，从而将参比电极5和辅助电极4夹持在第二电极插孔24的一侧内壁和第二紧固件23c之间，以此使得参比电极5和辅助电极4相对于第二电极插孔24不可移动和转动。但是，应该理解的是，第二紧固件23c可以为其他结构，例如螺栓、铆钉、粘结剂等等能够使得辅助电极4和参比电极5在第二电极插孔24和第一电极插孔21中不可移动和转动的固定结构。

此外，在电极固定器23上还可以钻有通向主体2的腔室的小孔，用于在需要向腔室中的溶液通气时插入导气管。

根据本实用新型的电解池基本如上所述构造。下面将描述电解池的各个部件以及各个电极的组装操作以及效果。

封闭盖31和主体2的圆柱体部分2b通过内螺纹和外螺纹相互螺合，并且密封垫片32设置在两者之间，从而封闭盖31被附接到主体2上，以便封闭主体2的腔室的开口。

携带有导线的工作电极7放置在主体2和夹持构件12之间使得工作电极7的工作面面向通孔22，并且O形密封圈6放置在工作电极7和通孔22之间。然后，第一紧固件11被旋拧到主体2和夹持构件12上对应的螺纹孔中，从而夹持构件12被固定至主体2上，与此同时工作电极7被夹在主体2的一侧表面和夹持构件12之间并且O形密封圈6在通孔22和工作电极7之间被挤压，从而工作电极7被固定并且通过O形密封圈6的变形实现密封。

给定量的溶液从第一电极插孔21被注入主体2的腔室中。然后参比电极5和辅助电极4的一端通过第一电极插孔21被插入到腔室中的溶液中，并且辅助电极4的铂网4a平行于第一电极插孔21的延伸方向插入溶液中，然后以90°旋转辅助电极4，从而使辅助电极4的铂网4a的网面与工作电极7的工作面面对。在插入辅助电极4的过程中，可以通过将辅助电极4尽可能地紧贴第一电极插孔21靠近工作电极7的一端(例如图2中的右端)，辅助电极4与工作电极7之间的距离较小并且被确定，以确保固定的电极间相对位置和距离。

电极固定器23的插入部分23b被插入第一电极插孔21中，并且参比电极5和辅助电极4的另一端被插入第二电极插孔24中，然后第二紧固件23c通过固定器主体23a的另一端的一侧的螺纹孔插入并达到第二电极插孔24中，并且与第二电极插孔24中的参比电极5和辅助电极4抵接，从而将参比电极5和辅助电极4不可移动地固定在第二电极插孔24中。在插入辅助电极4的过程中，可调整辅助电极4的高度，使铂网4a的圆心和通孔22的圆心同轴，并用电极固定器23固定辅助电极4的高度。因此，参比电极5和辅助电极4在主体2的腔室中的位置保持不变，以确保固定的和可重现的电极间相对位置和距离。

在本实施例中，由于参比电极5和辅助电极4可以通过第一电极插孔21插入主体2中并且通过电极固定器23保持两个电极的位置，因而可确保与工作电极7之间的电极间相对位置和较小的距离，并使得电化学腐蚀测试的结果更可靠。另外，在本实用新型中，辅助电极4和工作电极7之间的距离可以较小，有利于降低电极间的溶液电阻，从而保证试验结果的准确性。

在本实用新型中，工作电极7通过夹具1(夹持构件12和第一紧固件11)被紧贴于主体2的一侧表面2c，并且仅仅工作电极7的工作面暴露于主体2的腔室中的溶液，因此与现有技术中将工作电极的非工作区域包覆之后将其整体放置在溶液中的结构相比，采用本实用新型后，可不必包覆工作电极的非工作面，因此可以减少工作电极的准备时间，并且可以避免因包覆过程中产生的缝隙或气泡导致溶液渗入到工作电极的非工作区域而影响试验结果的情况出现。

在本实用新型中，进一步设置了专用的电极固定器23，用于固定参比电极5和辅助电极4，因此可以进一步保证电极间相对位置和距离。因而，可以进一步保证试验结果的准确性。

在本实用新型中，封闭盖31相当于主体2是可拆卸的，因此有利于试验后对电解池的清洗。

虽然已经参考具体实施例进行详细描述，但是对于本领域的技术人员和研究人员显而易见的是，在其中可以做出多种变化和修改，而不脱离后附权利要求所限定的范围。

Claims (7)

1.一种用于测量电化学腐蚀的电解池，其特征在于，包括：

主体，所述主体内具有盛放溶液的腔室；其中，

所述主体的一侧表面上形成有通孔，所述通孔延伸至所述腔室；

工作电极的工作面面对所述通孔，并且所述工作电极固定于所述主体的所述一侧表面上；并且

所述主体的顶表面上设置有第一电极插孔，参比电极和辅助电极通过所述第一电极插孔插入到所述腔室中，并且所述辅助电极通过所述通孔与所述工作电极的工作面相对。

2.如权利要求1所述的用于测量电化学腐蚀的电解池，其特征在于，进一步包括夹具，所述夹具包括夹持构件和第一紧固件，所述夹持构件通过所述第一紧固件被固定到所述主体，并且所述工作电极被固定地夹持在所述主体的一侧表面和所述夹持构件之间；

其中，O形密封圈设置在所述通孔和所述工作电极之间以进行密封。

3.如权利要求2所述的用于测量电化学腐蚀的电解池，其特征在于，

其中，所述第一电极插孔为细长形槽孔，所述第一电极插孔的宽度尺寸大于所述参比电极和所述辅助电极的外径；并且

其中，所述槽孔的延伸方向与所述腔室的延伸方向平行。

4.如权利要求3所述的用于测量电化学腐蚀的电解池，其特征在于，进一步包括电极固定器，所述电极固定器包括：

固定器主体，所述固定器主体靠近所述工作电极的一端设置有第二电极插孔，所述第二电极插孔竖直地贯穿所述固定器主体；

插入部分，所述插入部分从所述固定器主体的另一端朝向所述主体突出；和

第二紧固件；

当所述电极固定器固定设置于所述主体上时，所述参比电极和所述辅助电极插入通过所述第二电极插孔，并且所述插入部分插入所述第一电极插孔内；并且

所述第二紧固件使得所述参比电极和所述辅助电极相对于所述第二电极插孔以及所述第一电极插孔不可移动。

5.如权利要求4所述的用于测量电化学腐蚀的电解池，其特征在于，

其中，所述主体包括长方体部分和圆柱体部分，所述腔室由贯穿所述圆柱体部分并且延伸进入所述长方体部分中的孔形成；并且

其中，所述电解池进一步包括封闭盖，所述封闭盖从所述圆柱体部分侧封闭所述腔室。

6.如权利要求5所述的用于测量电化学腐蚀的电解池，其特征在于，进一步包括密封垫片，所述密封垫片设置在所述封闭盖和所述圆柱体部分之间以进行密封。

7.如权利要求6所述的用于测量电化学腐蚀的电解池，其特征在于，

其中，所述第一紧固件和所述第二紧固件为螺钉。