CN210065927U - 一种通过施加空间电场提高缓蚀剂缓蚀效率的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于金属防腐领域，具体公开了一种通过施加空间电场提高缓蚀剂缓蚀效率的装置，包括载物台(2)、正负极电极板(3)和直流电压源(4)，其中载物台(2)用于放置待处理的、吸附有缓蚀剂的金属器件，该载物台(2)位于正负极电极板(3)之间，正负极电极板(3)分别与直流电压源(4)的正负极相连，从而在正负极电极板(3)之间形成空间电场，进而在吸附有缓蚀剂的情况下通过对金属器件施加空间电场作用以提高缓蚀剂的缓蚀效率。本实用新型基于施加空间电场与缓蚀剂之间相互作用关系的研究发现，通过对吸附有缓蚀剂的金属器件同时施加空间电场作用，能够有效解决因缓蚀剂与金属器件表面作用不充分而导致缓蚀效果不理想的问题。
Description
技术领域
本实用新型属于金属防腐领域，更具体地，涉及一种通过施加空间电场提高缓蚀剂缓蚀效率的装置。
背景技术
金属作为一种结构支撑材料被广泛地应用于各个领域。无论是暴露在大气环境中还是在密闭环境中，金属表面都会形成一层薄的吸附水膜。一些水溶性介质的粒子很容易溶解在吸附液膜中形成腐蚀性的电解质，导致金属腐蚀。在生产生活中，人们一般使用通过添加缓蚀剂的方法来防止金属腐蚀。缓蚀剂分子通常能够溶解在液膜或溶液中,并在金属表面形成一层保护膜，将腐蚀介质与金属表面隔绝开，从而达到保护金属的目的。但是一些缓蚀剂往往会因为其应用环境的变化而出现缓蚀效果不理想的情况。当前，急需一种能够提高缓蚀剂缓蚀效率的装置。
实用新型内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型的目的在于提供一种通过施加空间电场提高缓蚀剂缓蚀效率的装置，基于施加空间电场与缓蚀剂之间相互作用关系的研究发现，相应对该装置关键组件的结构和其设置方式进行改进，与现有技术相比，本实用新型通过对待处理的、吸附有缓蚀剂的金属器件同时施加空间电场作用，能够有效解决因缓蚀剂与金属器件表面作用不充分而导致缓蚀效果不理想的问题。并且经过该方法处理过的金属器件更耐腐蚀，可以显著增强缓蚀剂的缓蚀效果。
为实现上述目的，按照本实用新型，提供了一种通过施加空间电场提高缓蚀剂缓蚀效率的装置，其特征在于，包括载物台(2)、正负极电极板(3)和直流电压源(4)，其中，所述载物台(2)用于放置待处理的、吸附有缓蚀剂的金属器件，该载物台(2)位于所述正负极电极板(3)中的正极电极板与负极电极板之间，所述正负极电极板(3)分别与所述直流电压源(4)的正极和负极相连，该直流电压源(4)用于提供直流偏压，从而在所述正负极电极板(3)中的正极电极板与负极电极板之间形成空间电场，进而在吸附有缓蚀剂的情况下通过对金属器件施加空间电场作用以提高缓蚀剂的缓蚀效率；
此外，所述载物台(2)及放置在该载物台(2)内的金属器件，与所述正负极电极板(3)均保持电绝缘关系。
作为本实用新型的进一步优选，所述载物台(2)为绝缘载物台。
作为本实用新型的进一步优选，所述正负极电极板(3)被绝缘物封装以达到绝缘的目的。
作为本实用新型的进一步优选，所述正负极电极板(3)具体是被环氧树脂封装以达到绝缘的目的。
作为本实用新型的进一步优选，所述直流电压源(4)具体为恒压直流电压源。
通过本实用新型所构思的以上技术方案，针对待处理的、吸附有缓蚀剂的金属器件，是利用在空间电场的作用下，溶解在金属表面薄液膜中的缓蚀剂会自发地向金属表面迁移，在金属表面形成一层致密的保护膜，从而达到有效阻止金属腐蚀，提高缓蚀剂缓蚀效率的目的。
本实用新型在添加缓蚀剂的情况下，通过施加固定方向的空间电场使得溶解在金属器件表面薄液膜中的缓蚀剂自发向金属表面迁移，在金属器件表面形成一层更为致密的保护薄膜，从而达到提高缓蚀剂缓蚀效率的目的。由于形成的缓蚀剂膜更为致密，保护性更强，所以经该方法处理过的金属器件可以长期暴露于大气环境中，同时也为大气防腐提供了新的途径。
本实用新型中所采用的直流电压源(如高压直流电源组件)，能够提供稳定的电压，如电压差为2×103-2×105V电压，进一步的，该直流电压源可以与正负极电极板配合提供电场强度优选为2×104-2×106V/m的空间电场。当直流电压源施加电压时，便会形成空间电场，溶解在金属器件表面薄液膜中的缓蚀剂会在电场作用下自发迁移到金属表面，从而在金属表面形成一层更加致密的保护膜，使得缓蚀剂缓蚀效率显著提高。
并且，位于直流电压源正极板与负极板之间的载物台及放置在该载物台内的金属器件，与正负极电极板均保持电绝缘关系(例如，与直流电源正负极相连的两块电极板可以优选使用环氧树脂封装)，这样直流电压源仅起到施加空间电场的作用，避免漏电。
本装置结合施加空间电场与缓蚀剂之间相互作用关系的研究发现，能够对现有的缓蚀剂实施方法进行改进，有效解决缓蚀剂在使用过程中缓蚀效果不理想的问题，同时可以降低缓蚀剂的使用浓度。本实用新型具有装置结构简单、成本低、易操作、处理样品效果好等优点，适用于各种缓蚀剂。
附图说明
图1是本实用新型中通过施加空间电场提高缓蚀剂缓蚀效率的装置结构示意图。
图中各附图标记的含义如下：1为环氧树脂，2为载物台，3为电极板，4为高压直流电源(即直流电压源)。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1
如图1所示，本实施例中用于通过施加空间电场提高缓蚀剂缓蚀效率的装置，包括载物台2、两块电极板3、和高压直流电源4。其中，载物台2用于放置做电化学测试的电极；两块电极板3分别与高压直流电源4的正负极相连接，从而在两极板间形成空间电场；高压直流电源用于提供稳定的电压。通过测试电极的腐蚀电化学数据来反映电极的腐蚀情况。通过对比施加和不加电场情况下得到的电化学数据，即可判断电场是否可以提高缓蚀剂的缓蚀效率。
另外，电极除了用于测试的反应面外其余都用环氧树脂1密封，电极尾部接上导线用于连接工作站。两块电极板3必须用环氧树脂1完全密封，防止漏电；高压直流电源4能够提供稳定的电压；为保证施加和不加电场情况下结果的可参考性，电极上的液膜厚度必须保持不变，厚度精确到微米级。
具体实施的时候，需预先在电极表面滴加含有环己胺100μL浓度为0.1mol/L的NaCl溶液，2h后测试其电化学参数。测试完毕，用同样的方法处理电极，并将电极放置于两块间距为10cm电极板中间，启动高压直流电源，将电压调到20000V，使得电场强度达到2×105V/m，形成一个从上向下的电场，2h后测试电极的腐蚀电化学参数。对比两次环己胺的缓蚀效率，发现：没有加电场时，环己胺的缓蚀效率为78％；施加一个从上向下的空间电场后环己胺的缓蚀效率上升至95％。
实施例2
本实施例中用于通过施加空间电场提高缓蚀剂缓蚀效率的装置与实施例1中的装置相同。同时实验用的电极及实验过程中的处理方法都与实施例1中相同。
具体实施的时候，在电极面滴加100μL浓度为0.1mol/LNaCl和质量分数为0.2％NaNO2的混合溶液，2h后测试其电化学参数。用同样的方法处理电极，并将电极放置于两块间距为10cm电极板中间，启动高压直流电源，并将电压调到20000V，使得电场强度达到2×105V/m，形成一个从下向上的电场，2h后测试电极的腐蚀电化学参数。对比两次NaNO2的缓蚀效率，发现：没有加电场时，NaNO2的缓蚀效率为84％；施加一个从下向上的空间电场后其缓蚀效率上升至97％。
上述实施例仅以2×105V/m电场强度大小的电场为例，本实用新型中的装置还可以提供其他电场强度的空间电场(例如通过控制直流电压源的输出电压，以及正负极电极板两者之间的间距，灵活调整电场强度)，这些固定方向的空间电场在添加缓蚀剂的情况下将与待处理金属器件上的缓蚀剂产生迁移作用，提高缓蚀剂的缓蚀效率。
本实用新型具有装置简单，成本低，易操作，处理样品效果好等优点，适用于各种缓蚀剂，尤其是离子型缓蚀剂。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种通过施加空间电场提高缓蚀剂缓蚀效率的装置，其特征在于，包括载物台(2)、正负极电极板(3)和直流电压源(4)，其中，所述载物台(2)用于放置待处理的、吸附有缓蚀剂的金属器件，该载物台(2)位于所述正负极电极板(3)中的正极电极板与负极电极板之间，所述正负极电极板(3)分别与所述直流电压源(4)的正极和负极相连，该直流电压源(4)用于提供直流偏压，从而在所述正负极电极板(3)中的正极电极板与负极电极板之间形成空间电场，进而在吸附有缓蚀剂的情况下通过对金属器件施加空间电场作用以提高缓蚀剂的缓蚀效率；
此外，所述载物台(2)及放置在该载物台(2)内的金属器件，与所述正负极电极板(3)均保持电绝缘关系。
2.如权利要求1所述通过施加空间电场提高缓蚀剂缓蚀效率的装置，其特征在于，所述载物台(2)为绝缘载物台。
3.如权利要求1所述通过施加空间电场提高缓蚀剂缓蚀效率的装置，其特征在于，所述正负极电极板(3)被绝缘物封装以达到绝缘的目的。
4.如权利要求3所述通过施加空间电场提高缓蚀剂缓蚀效率的装置，其特征在于，所述正负极电极板(3)具体是被环氧树脂封装以达到绝缘的目的。
5.如权利要求1所述通过施加空间电场提高缓蚀剂缓蚀效率的装置，其特征在于，所述直流电压源(4)具体为恒压直流电压源。
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