CN206710278U - 一种用于电化学测试分析的测试笔 - Google Patents

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付正鸿
苟国庆
朱忠尹
马传平
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Abstract

一种用于电化学测试分析的测试笔,包括笔身和笔头,所述笔身内部设置有辅助电极通道、电解质腔体和参比电极,笔身侧壁上设置有与所述电解质腔体相连的电解质入口和电解质出口;所述辅助电极通道底端与电解质腔体连通,辅助电极通道内部的辅助电极顶端与测试电路相连,底端插入电解质腔体内部;所述参比电极固定于电解质腔体内部,顶端穿出电解质腔体与测试电路相连,底端位于辅助电极底端的上部;所述笔头顶部与笔身可拆卸地连接,笔头底部尖端为测量头,所述电解质腔体与笔头底部的测量头连通。该测试笔可实现对非均质材料微小区域的电化学腐蚀参数的精确测量。

Description

一种用于电化学测试分析的测试笔
技术领域
本实用新型涉及一种用于电化学测试分析的测试笔,属于电化学测试分析领域。
背景技术
腐蚀是材料常见的失效形式之一。电化学测试分析技术可以快速方便的掌握材料的相关腐蚀参数,如腐蚀电流、点蚀电位、腐蚀速率等。传统的腐蚀参数测试中,如极化曲线的测试,通常在三口烧瓶或四口烧瓶内进行,试样测试表面大小通常为10mm×10mm。对于组织均匀的材料,该方法可以方便有效地获得材料的腐蚀参数。而对于非匀质材料,如焊接接头、表面喷涂试样、复合板等,材料组织呈现连续或阶梯形变化,需要根据组织的不同划分为不同的区域,传统的电化学测量方法很难实现对各个区域腐蚀参数的分别测量。如焊接接头可以划分为焊缝金属区、热影响区和母材区,热影响区还可以更为细分为过热区、粗晶区和细晶区等,传统的电化学测量方法不能实现对各个微区内电化学腐蚀参数的分别测量。为了研究不同区域的腐蚀性能,需要对工件进行平行焊缝方向的切割,然后对露出的各个区域表面进行电化学测试。但是该方法工作量巨大,且测量表面对应的焊接接头的位置也很难精确确定,而且对于焊缝和热影响区较窄的试样,通过切割来划分测试表面是十分困难的。因此,为了确定非均质材料的选择性腐蚀或局部腐蚀性能,亟需一种设备可以实现对非匀质试样微小区域的电化学测试。
实用新型内容
本实用新型的发明目的是提供一种用于电化学测试分析的测试笔。该测试笔可实现对非均质材料微小区域的电化学腐蚀参数的精确测量。
本实用新型实现其发明目的所采取的技术方案是:一种用于电化学测试分析的测试笔,包括笔身和笔头,其结构特点是:所述笔身内部设置有辅助电极通道、电解质腔体和参比电极,笔身侧壁上设置有与所述电解质腔体相连的电解质入口和电解质出口;所述辅助电极通道底端与电解质腔体连通,辅助电极通道内部的辅助电极顶端与测试电路相连,底端插入电解质腔体内部;所述参比电极固定于电解质腔体内部,顶端穿出电解质腔体与测试电路相连,底端位于辅助电极底端的上部;所述笔头顶部与笔身可拆卸地连接,笔头底部尖端为测量头,所述电解质腔体与笔头底部的测量头连通。
本实用新型的使用方法是:首先,将测试笔的笔头与笔身连接固定,辅助电极和参比电极的顶端分别与测试电路相连,测试试样(工作电极)与测试电路相连;然后把测试笔紧密压在测试试样上并固定,使笔头底部的测量头紧贴测试表面;再通过电解质入口向电解质腔体内注入电解质,直至注满电解质腔体,打开电解质出口,一边注入电解质,一边放出电解质,使电解质在电解质腔体内缓慢循环;最后,打开与测试电路电连接的电化学工作站,输入相应的试验参数,即开始即可开始电化学腐蚀参数的测量。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:
一、该测试笔将参比电极、辅助电极集成在一起,通过笔头底部尖端的微小区域(测量头)与工作电极(测试试样)接触,形成封闭回路,从而实现对工作电极表面的电化学参数测量,集成度高,测量稳定。
二、通过电解质入口和电解质出口的设计,可使电解质在电解质腔体内缓慢循环,从而使电解质腔体内一直充满新鲜的电解质,保证测量结果的准确性。
三、参比电极底端位于辅助电极底端的上部,即辅助电极位置处于参比电极和工作电极(测试试样)之间,可以保证测量数据的可靠性。
四、该测试笔可用于对试样表面微小区域的电化学腐蚀参数测量,而且可通过更换具有不同测量头尺寸的笔头,实现对测试试样(工作电极)表面不同尺寸区域的电化学腐蚀参数测量,避免了传统的测试方面中,对较大表面积进行电化学测量时,各个区域之间形成相互干扰。特别适用于对焊接接头母材、热影响区和焊缝三个区域的电化学腐蚀参数分别测量,同样也适用于表面涂层、复合板等试样不同区域的电化学腐蚀参数测量。
进一步,本实用新型所述笔身由上盖和主体两部分可拆卸连接而成,所述上盖上设置有用于固定参比电极的软木塞,所述软木塞构成了电解质腔体的上壁,参比电极顶端穿出软木塞与测试电路相连。
这样,方便整个笔身的拆装,软木塞既可保证参比电极的稳固固定,又保证了电解质腔体的密封性。
更进一步,本实用新型所述笔身的上盖和主体两部分通过螺栓可拆卸地连接。
螺栓连接拆卸方便,同时与软木塞一起保证了电解质腔体的密封性。
进一步,本实用新型所述笔头顶部与笔身可拆卸地连接的具体方式是:所述笔身底部为外螺纹结构,与笔头顶部的内螺纹结构配合。
这样,既方便拆卸,更换笔头,又可保证电解质腔体与笔头底部的测量头之间密封连通,
进一步,本实用新型所述笔头底部的测量头是直径为0.2-2mm的小孔。
这样,可实现对测试试样表面微小区域(直径0.2-2mm)的电化学腐蚀参数测量。且由于毛细管效应,电解质接触测试试样表面但不会从小孔流出。
更进一步,本实用新型所述一个笔身配多种测量头尺寸的笔头。
这样,通过更换具有不同尺寸测量头的笔头,可实现对测试试样(工作电极)表面不同尺寸区域的电化学腐蚀参数测量。
进一步,本实用新型所述电解质入口尺寸大于电解质出口尺寸。
这样,可以保证电解质在电解质腔体内缓慢循环,从而使电解质腔体内一直充满新鲜的电解质,保证测量结果的准确性。
进一步,本发明所述笔身侧壁和笔头由玻璃或聚甲基丙烯酸甲酯制成。
玻璃和聚甲基丙烯酸甲酯不会与电解质发生反应,而且可保证测试笔轻量性和透明度,便于观察内部反应情况,可以直观观察到辅助电极的穿入情况。
进一步,本实用新型所述参比电极为饱和甘汞电极、银/氯化银电极、汞/氧化汞电极、汞/硫酸亚汞电极、硫酸铜电极中的一种。
参比电极可以根据需要来更换,针对不同的不同温度和溶液pH值选择不同的参比电极。
进一步,本实用新型所述辅助电极为铂丝或铂片。
铂具有良好的塑性,采用铂丝或铂片作为辅助电极便于从辅助电极通道中穿过。
附图说明
图1为本实用新型实施例一正视示意图。
图2为本实用新型实施例一右视示意图。
图3为图2的A-A剖视示意图。
图4为本实用新型实施例二正视示意图。
图5为本实用新型实施例二右视示意图。
图6为图5的A-A剖视示意图。
图中,12为测试试样,也即三电极体系中的工作电极。
具体实施方式
实施例一
图1、图2及图3示出,本实用新型的一种具体实施方式是:一种用于电化学测试分析的测试笔,包括笔身1和笔头2,结构特点是:所述笔身1内部设置有电解质腔体3、辅助电极通道4和参比电极5,笔身1侧壁上设置有与所述电解质腔体3相连的电解质入口7和电解质出口8;所述辅助电极通道4底端与电解质腔体3连通,辅助电极通道4内部的辅助电极6顶端与测试电路相连,底端插入电解质腔体3内部;所述参比电极5固定于电解质腔体3内部,顶端穿出电解质腔体3与测试电路相连,底端位于辅助电极6底端的上部;所述笔头2顶部与笔身1可拆卸地连接,笔头2底部尖端为测量头9,所述电解质腔体3与笔头2底部的测量头9连通。
本例中所述笔头2底部的测量头9是直径为0.2-2mm的小孔,一个笔身1可配多种测量头9尺寸的笔头2。
本例中所述电解质入口7尺寸大于电解质出口8尺寸。
本例中所述笔身1和笔头2由玻璃或聚甲基丙烯酸甲酯制成。
本例中所述参比电极5为饱和甘汞电极,所述辅助电极6为铂丝。
实施例二
图4、图5及6示出,本实用新型的另一种具体实施方式是:一种用于电化学测试分析的测试笔,包括笔身1和笔头2,其结构特点是:所述笔身1内部设置有电解质腔体3、辅助电极通道4和参比电极5,笔身1侧壁上设置有与所述电解质腔体3相连的电解质入口7和电解质出口8;所述辅助电极通道4底端与电解质腔体3连通,辅助电极通道4内部的辅助电极6顶端与测试电路相连,底端插入电解质腔体3内部;所述参比电极5固定于电解质腔体3内部,顶端穿出电解质腔体3与测试电路相连,底端位于辅助电极6底端的上部;所述笔头2顶部与笔身1可拆卸地连接,笔头2底部尖端为测量头9,所述电解质腔体3与笔头2底部的测量头9连通。
本例中所述笔身1由上盖1a和主体1b两部分通过螺栓11可拆卸地连接而成,所述上盖1a上设置有用于固定参比电极5的软木塞10,所述软木塞10构成了电解质腔体3的上壁,参比电极5顶端穿出软木塞10与测试电路相连。
本例中所述笔头2底部的测量头9是直径为0.2-2mm的小孔,一个笔身1可配多种测量头9尺寸的笔头2。
本例中所述电解质入口7尺寸大于电解质出口8尺寸。
本例中所述笔身1侧壁和笔头2由玻璃或聚甲基丙烯酸甲酯制成。
本例中所述参比电极5为饱和甘汞电极、银/氯化银电极、汞/氧化汞电极、汞/硫酸亚汞电极、硫酸铜电极中的一种,所述辅助电极6为铂丝或铂片。
实施例三
本实施例与实施例二基本相同,唯一不同的是本实施例中所述笔头2顶部与笔身1可拆卸地连接的具体方式是:所述笔身1底部为外螺纹结构,与笔头2顶部的内螺纹结构配合。

Claims (10)

1.一种用于电化学测试分析的测试笔,包括笔身(1)和笔头(2),其特征在于:所述笔身(1)内部设置有电解质腔体(3)、辅助电极通道(4)和参比电极(5),笔身(1)侧壁上设置有与所述电解质腔体(3)相连的电解质入口(7)和电解质出口(8);所述辅助电极通道(4)底端与电解质腔体(3)连通,辅助电极通道(4)内部的辅助电极(6)顶端与测试电路相连,底端插入电解质腔体(3)内部;所述参比电极(5)固定于电解质腔体(3)内部,顶端穿出电解质腔体(3)与测试电路相连,底端位于辅助电极(6)底端的上部;所述笔头(2)顶部与笔身(1)可拆卸地连接,笔头(2)底部尖端为测量头(9),所述电解质腔体(3)与笔头(2)底部的测量头(9)连通。
2.根据权利要求1所述的一种用于电化学测试分析的测试笔,其特征在于:所述笔身(1)由上盖(1a)和主体(1b)两部分可拆卸连接而成,所述上盖(1a)上设置有用于固定参比电极(5)的软木塞(10),所述软木塞(10)构成了电解质腔体(3)的上壁,参比电极(5)顶端穿出软木塞(10)与测试电路相连。
3.根据权利要求2所述的一种用于电化学测试分析的测试笔,其特征在于:所述笔身(1)的上盖(1a)和主体(1b)两部分通过螺栓(11)可拆卸地连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于电化学测试分析的测试笔,其特征在于:所述笔头(2)顶部与笔身(1)可拆卸地连接的具体方式是:所述笔身(1)底部为外螺纹结构,与笔头(2)顶部的内螺纹结构配合。
5.根据权利要求1所述的一种用于电化学测试分析的测试笔,其特征在于:所述笔头(2)底部的测量头(9)是直径为0.2-2mm的小孔。
6.根据权利要求5所述的一种用于电化学测试分析的测试笔,其特征在于:所述一个笔身(1)配多种测量头(9)尺寸的笔头(2)。
7.根据权利要求1所述的一种用于电化学测试分析的测试笔,其特征在于:所述电解质入口(7)尺寸大于电解质出口(8)尺寸。
8.根据权利要求1所述的一种用于电化学测试分析的测试笔,其特征在于:所述笔身(1)侧壁和笔头(2)由玻璃或聚甲基丙烯酸甲酯制成。
9.根据权利要求1所述的一种用于电化学测试分析的测试笔,其特征在于:所述参比电极(5)为饱和甘汞电极、银/氯化银电极、汞/氧化汞电极、汞/硫酸亚汞电极、硫酸铜电极中的一种。
10.根据权利要求1所述的一种用于电化学测试分析的测试笔,其特征在于:所述辅助电极(6)为铂丝或铂片。
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