CN205898738U - 一种适用于有机涂层原位评价的双微电极电化学装置 - Google Patents
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Abstract
一种适用于有机涂层原位评价的双微电极电化学装置，包括两个微电极及有机涂层/金属基体体系；两个微电极预先植入有机涂层内部并处于同一平面，相对距离比较接近，但各自的传感器及引线部分避免直接接触，测量时金属基体作为工作电极、两个微电极分别作为辅助电极与参比电极。本实用新型的优点：可实现有水介质环境下涂层性能的原位电化学测量，在现场无需外置的装置即可实时检测涂层防护性能；同时采用两个传感器能避免电化学信号的干扰；圆环状的传感器设计方案使系统电力线分布均匀，保证了电化学测试结果的准确性；微电极的植入不会对涂层的防护性能产生明显影响；电化学检测对涂层无损，结果准确。
Description
技术领域
本实用新型涉及有机防护涂层领域中的涂层性能检测装置，特别涉及了一种适用于有机涂层原位评价的双微电极电化学装置。
背景技术
水下各类建筑桩体、管道、海洋平台等金属结构都会采用有机涂层作为腐蚀防护手段之一。然而，有机涂层的早期失效不易察觉，当发现明显的涂层失效或基体金属腐蚀问题时可能为时已晚，给人们带来巨大的经济损失甚至危险。因此，对涂层防护性能的原位、快速检测具有非常重要的意义。
电化学阻抗测量技术能获得涂层性能及基体金属腐蚀的相关信息，具有准确、快速的优点，非常适用于涂层性能的原位评价。但目前传统的电化学检测装置需要外置的电极及电解池等部件，其只适用于实验室的测量研究，无法在现场进行应用。因此，发明一种能够在工况条件下实现有机涂层原位的电化学测试装置，将为现场涂层防护性能监检测提供便利的手段。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决水介质环境下有机涂层防护性能的现场检测问题，特提供了一种适用于有机涂层原位评价的双微电极电化学装置。
本实用新型提供了一种适用于有机涂层原位评价的双微电极电 化学装置，其特征在于，所述的适用于有机涂层原位评价的双微电极电化学装置，包括两个微电极及有机涂层与金属基体体系；
两个微电极预先植入有机涂层内部并处于同一平面，距离接近，但各自的传感器及引线部分避免直接接触，测量时金属基体作为工作电极、两个微电极分别作为辅助电极与参比电极。
所述微电极包括：圆环状传感器、引线接头、电极引线和封装用环氧树脂。
所述圆环状传感器及引线接头呈丝状，直径为微米级，其材料为金、铂类电极电位较稳定的金属；
圆环状传感器与引线接头的一端相连接，位于涂层内部；引线接头的另一端与电极引线相连接，延伸至涂层外，其连接处采用环氧树脂封装，保护接口并与外界环境电绝缘。
微电极在涂层施工过程时植入其内部，即微电极在底漆完全固化后植入，再在其上涂装面漆或第二层涂层。
本实用新型的优点：
本实用新型所述的适用于有机涂层原位评价的双微电极电化学装置，可实现有水介质环境下涂层性能的原位电化学测量，在现场无需外置的装置即可实时检测涂层防护性能；同时采用两个传感器能避免电化学信号的干扰；圆环状的传感器设计方案使系统电力线分布均匀，保证了电化学测试结果的准确性；微电极的植入不会对涂层的防护性能产生明显影响；电化学检测对涂层无损，结果准确。
附图说明
下面结合附图及实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：
图1为装有双微电极的涂层/金属体系的立体结构示意图；
图2为采用双微电极电化学装置进行原位电化学检测的连接示意图；
图3为采用双微电极装置测量与实验室传统测量方式的结果对比；
图4为采用双微电极装置的涂层在不同浸泡时间条件下的测量结果；
图中，1为第一微电极传感器、2为第二微电极传感器、3为引线接头、4为微电极引线、5为封装环氧树脂、6为基体引线、7为金属基体、8为涂层底层、9为涂层外层、10为含水介质、11为便携式电化学工作站。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供了一种适用于有机涂层原位评价的双微电极电化学装置，其特征在于，所述的性能原位评价装置包括两个微电极及有机涂层与金属基体体系。
两个微电极预先植入有机涂层内部并处于同一平面，相对距离比较接近，但各自的传感器及引线部分应避免直接接触，测量时金属基体作为工作电极、两个微电极分别作为辅助电极与参比电极。
所述微电极包括：圆环状传感器、引线接头、电极引线和封装用环氧树脂。
所述圆环状传感器及引线接头呈丝状，其材料为金、铂等电极电位较稳定的金属。传感器金属丝及引线接头的直径为10微米左右。
圆环状传感器与引线接头的一端相连接，位于涂层内部；引线接头的另一端与电极引线相连接，延伸至涂层外，其连接处采用环氧树脂封装，保护接口并与外界环境电绝缘。
微电极在涂层施工过程时植入其内部，即微电极在底漆完全固化后植入，再在其上涂装面漆或第二层涂层。
在现场对装有双微电极的涂层体系进行电化学阻抗测试。其中，第一微电极的引线连接电化学工作站参比电极接口，第二微电极的引线连接电化学工作站对电极接口，金属基体的引线连接电化学工作站工作电极接口。获得数据后，通过涂层低频阻抗模值|Z|0.01Hz可快速定量评价涂层的服役情况，实现涂层防护性能的快速评价。
图3为100微米厚环氧清漆涂层浸泡6小时后分别采用双微电极装置及实验室传统三电极测量方式的结果对比。二者的阻抗结果非常相近，印证了双微电极装置测量结果的准确性。
图4为采用双微电极装置的环氧清漆涂层在不同浸泡时间条件下的阻抗模值结果。随服役时间的延长，涂层阻抗模值逐渐降低，说明涂层的防护性能在逐渐下降，测量结果定量表征了涂层防护性能的变化。
Claims (2)
1.一种适用于有机涂层原位评价的双微电极电化学装置，其特征在于，所述的适用于有机涂层原位评价的双微电极电化学装置，包括两个微电极及有机涂层与金属基体体系；
两个微电极预先植入有机涂层内部并处于同一平面，距离接近，但各自的传感器及引线部分避免直接接触，测量时金属基体作为工作电极、两个微电极分别作为辅助电极与参比电极。
2.根据权利要求1所述的适用于有机涂层原位评价的双微电极电化学装置，其特征在于：所述微电极包括：圆环状传感器、引线接头、电极引线和封装用环氧树脂；圆环状传感器及引线接头呈丝状，直径为微米级，其材料为金、铂类电极电位较稳定的金属；
圆环状传感器与引线接头的一端相连接，位于涂层内部；引线接头的另一端与电极引线相连接，延伸至涂层外，其连接处采用环氧树脂封装，保护接口并与外界环境电绝缘。
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| CN107991227A (zh) * | 2018-01-08 | 2018-05-04 | 东北大学 | 一种适用于防腐涂层电化学噪声检测的植入型传感器装置 |
| CN109856041A (zh) * | 2017-11-30 | 2019-06-07 | 株式会社日立制作所 | 用于评价电化学腐蚀的电解池 |
| CN111077064A (zh) * | 2020-01-02 | 2020-04-28 | 欧伊翔 | 一种用于导电溶液中的自零件预警防护监测装置 |
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