CN207396305U - 一种静态腐蚀试验装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种静态腐蚀试验装置，包括电解池（1）、辅助电极（2）、腐蚀介质（3）、工作电极（4）、盐桥（5）、对比液（6）、参比电极（7）以及电化学工作站，所述电解池（1）中装有腐蚀介质（3），所述辅助电极（2）以及所述工作电极（4）浸泡在所述腐蚀介质（3）中，通过盐桥（5）将腐蚀介质（3）与对比液（6）相连接，其中盐桥（5）的一端置于工作电极（4）旁，所述电化学工作站包括三个接线端子，分别与辅助电极（2）、工作电极（4）以及参比电极（7）相连接。本装置组装以及拆卸方便，开始试验前仅需要较短的准备时间就能将常规的试验用品组装起来形成静态腐蚀试验装置；试验完毕后同样很短的时间内便能将该静态腐蚀试验装置拆卸并放入仪器柜内。

Description

一种静态腐蚀试验装置
技术领域
本实用新型涉及化学试验用装置，尤其是一种静态腐蚀试验装置。
背景技术
金属材料以及由它们制成的结构物，在自然环境中或者在工况条件下，由于与其所处环境介质发生化学或者电化学作用而引起的变质和破坏，这种现象称为腐蚀。
其中，关于电化学腐蚀，由于腐蚀电池的作用，金属和电解质接触时产生的金属腐蚀现象称为电化学腐蚀。其特点在于：电化学腐蚀可分为两个过程，为阳极（发生氧化反应）过程和阴极（发生还原反应）过程，这两个过程是相对独立并同时进行的；其特征为受到腐蚀的区域是金属表面的阳极，腐蚀产物常常出现于阳极与阴极之间，并且不能覆盖被蚀区域，难以形成致密的保护膜，对金属起不到保护作用。电化学腐蚀过程中有电流产生，这是其与化学腐蚀的显著区别。
按腐蚀形态分类可以分为三种：（1）全面腐蚀或均匀腐蚀；（2）局部腐蚀包括电偶腐蚀、晶间腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、剥蚀、丝状腐蚀、选择性腐蚀；（3）应力作用下的腐蚀，包括磨损腐蚀、应力腐蚀断裂(SCC)、腐蚀疲劳、氢脆和氢致开裂、空泡腐蚀、微振腐蚀。在腐蚀的几种形态中，由于全面腐蚀而发生的事故出乎意料的多，造成事故的原因多为选材不当，也与有关人员缺乏腐蚀防护知识有关。全面腐蚀可以观察到比较明显的腐蚀特征，危险性较小；一般情况下，局部腐蚀比全面腐蚀的危险性大得多，由于应力腐蚀和氢脆的突发性，其危害性最大，常常造成灾难性事故，因而引起近20年来广泛而深入的研究。
化学试验课对于腐蚀的研究一向是较为重要的一环，然而各种试验设备价格高昂且操作复杂，因此迫切需要研制一种结构简单、操作简便的腐蚀试验装置，以满足化学试验课的需要。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型人提供一种静态腐蚀试验装置，其结构简单、操作简便且成本低廉。
提供以下技术方案：一种静态腐蚀试验装置，包括电解池、辅助电极、腐蚀介质、工作电极、盐桥、对比液、参比电极以及电化学工作站，其特征在于：所述电解池中装有腐蚀介质，所述辅助电极以及所述工作电极浸泡在所述腐蚀介质中，通过盐桥将腐蚀介质与对比液相连接，其中盐桥的一端置于工作电极旁，所述电化学工作站包括三个接线端子，分别与辅助电极、工作电极以及参比电极相连接。
作为优选，所述电解池盖有密封盖，所述密封盖上有导线以及试管通过的通孔。
作为优选，所述腐蚀介质为盐酸溶液。
作为优选，所述对比液为氯化钾溶液。
依靠上述静态腐蚀试验装置，为研究材料的腐蚀性能，还设计了浸泡腐蚀试验、自腐蚀电位测量试验和极化曲线测量试验。
（1）浸泡腐蚀试验
本实验是通过失重法来测定试样的纯腐蚀失重Wcorr，即在溶液中长时间浸泡得到失重数据，并计算得出腐蚀速率Vcorr。
做浸泡腐蚀试验的试样尺寸为20×10×10mm，各个面均打磨抛光，丙酮超声清洗，吹干，干燥皿中放置一段时间后称量。
实验目的：根据试样在浸泡前后质量的变化情况，计算试样在试验介质中浸泡一段时间内的平均腐蚀速率，用以评定试样在介质中的耐腐蚀性能。
（2）电化学腐蚀试验
本次电化学试验采用经典三电极体系（工作电极、参比电极和辅助电极）。
①自腐蚀电位测量
实验目的：测量材料在特定的浸泡溶液中的自腐蚀电位，根据测得的电位来分析金属材料的腐蚀性能。
②极化曲线测量
采用动电位极化测试方法，动电位极化曲线是最常用、也是最有用的腐蚀电化学研究方法之一，可获得腐蚀电化学过程的丰富信息。所谓极化曲线，是描述极化电流或电流密度与电极电动势之间关系的曲线。
实验目的：根据测得的极化曲线研究金属材料在试验介质中的腐蚀机理及腐蚀过程；计算金属材料的腐蚀速率。
试样均是切割成型，后经磨削加工至一定尺寸。为了达到试样表面粗糙度的要求，试验前将试样测试面用砂纸打磨、抛光处理。
电化学腐蚀实验的试样尺寸为25×10×5mm，测试区域面积为1cm2，其余面绝缘密封，试样另一端引出铜线作为导线传导电信号。
本实用新型利用常规的试验用品，克服现有化学试验设备价格高昂且操作复杂的技术问题，采用本实用新型的静态腐蚀试验装置有以下优良的效果：
（1）、组装以及拆卸方便，开始试验前仅需要较短的准备时间就能将常规的试验用品组装起来形成静态腐蚀试验装置；试验完毕后同样很短的时间内便能将该静态腐蚀试验装置拆卸并放入仪器柜内。
（2）、可适用于多种化学试验，如：浸泡腐蚀，根据试样在浸泡前后质量的变化情况，计算试样在试验介质中浸泡一段时间内的平均腐蚀速率，用以评定试样在介质中的耐腐蚀性能；电化学腐蚀试验，根据测得的极化曲线研究金属材料在试验介质中的腐蚀机理及腐蚀过程；计算金属材料的腐蚀速率。
附图说明
图1为本实用新型的静态腐蚀试验装置示意图；
其中：电解池1、辅助电极2、腐蚀介质3、工作电极4、盐桥5、对比液6、参比电极7。
具体实施方式
下面，结合附图，介绍一下本实用新型的一种静态腐蚀试验装置：
实施例1，一种静态腐蚀试验装置，包括电解池1、辅助电极2、腐蚀介质3、工作电极4、盐桥5、对比液6、参比电极7以及电化学工作站，所述电解池1中装有腐蚀介质3，所述辅助电极2以及所述工作电极4浸泡在所述腐蚀介质3中，通过盐桥5将腐蚀介质3与对比液6相连接，其中盐桥5的一端置于工作电极4旁，所述电化学工作站包括三个接线端子，分别与辅助电极2、工作电极4以及参比电极7相连接；其中，所述电解池1盖有密封盖，所述密封盖上有导线以及试管通过的通孔。表1为各试样在不同试验介质中的质量损失率。
表1 试样在不同试验介质中的质量损失率（g/m2·h）
试样代号 C1 C2 C3 C4 C5 C6
酸性(PH=4) 0.1216 0.1283 0.1295 0.1183 0.1107 0.1655
中性(PH=7) 0.0833 0.0910 0.0923 0.0910 0.0641 0.1151
碱性(PH=10) 0.0653 0.0842 0.0904 0.0722 0.0527 0.1008
实施例2，一种静态腐蚀试验装置，包括电解池1、辅助电极2、盐酸溶液3、工作电极4、盐桥5、氯化钾溶液6、参比电极7以及电化学工作站，所述电解池1中装有盐酸溶液3，所述辅助电极2以及所述工作电极4浸泡在所述盐酸溶液3中，通过盐桥5将盐酸溶液3与氯化钾溶液6相连接，其中盐桥5的一端置于工作电极4旁，所述电化学工作站包括三个接线端子，分别与辅助电极2、工作电极4以及参比电极7相连接；其中，所述电解池1盖有密封盖，所述密封盖上有导线以及试管通过的通孔。表2为各试样在不同腐蚀介质中的自腐蚀电位。
表2 试样在不同腐蚀介质的自腐蚀电位(vs.SCE)
C1 C2 C3 C4 C5 C6
PH=4 -74.064 -113.491 -101.674 -68.626 -65.438 -254.194
PH=7 -7.943 -12.338 -13.427 -11.682 -7.663 -25.035
PH=10 -10.896 -20.475 -15.947 -7.452 -5.894 -39.536
以上所述的实施例仅用于说明本实用新型的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本实用新型的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本实用新型的专利范围，即凡本实用新型所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本实用新型的专利范围内。

Claims (5)

1.一种静态腐蚀试验装置，包括电解池（1）、辅助电极（2）、腐蚀介质（3）、工作电极（4）、盐桥（5）、对比液（6）、参比电极（7）以及电化学工作站，其特征在于：所述电解池（1）中装有腐蚀介质（3），所述辅助电极（2）以及所述工作电极（4）浸泡在所述腐蚀介质（3）中，通过盐桥（5）将腐蚀介质（3）与对比液（6）相连接，其中盐桥（5）的一端置于工作电极（4）旁，所述电化学工作站包括三个接线端子，分别与辅助电极（2）、工作电极（4）以及参比电极（7）相连接。
2.根据权利要求1所述的一种静态腐蚀试验装置，其特征在于：所述电解池（1）盖有密封盖，所述密封盖上有导线以及试管通过的通孔。
3.根据权利要求1所述的一种静态腐蚀试验装置，其特征在于：所述腐蚀介质（3）为盐酸溶液。
4.根据权利要求1所述的一种静态腐蚀试验装置，其特征在于：所述对比液（6）为氯化钾溶液。
5.根据权利要求1所述的一种静态腐蚀试验装置，其特征在于：所述静态腐蚀试验装置用于测量自腐蚀电位、极化曲线测量。
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