CN219475471U - 一种电化学性能精准测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电化学性能精准测试装置，包括反应槽、辅助电极、参比电极和工作电极，所述反应槽上开设通孔，通孔处布置边缘可覆盖通孔的试样，所述试样和工作电极导通；所述辅助电极伸入反应槽内的端部设有铂片，所述试样和铂片平行布置。本测试装置通过将试样和铂片平行布置，实现工作电极平面与辅助电极平面平行测试，辅助电极和工作电极间各处距离相同，进而保证了离子传导路径相同，减少了溶液离子在辅助电极和工作电极间的传导路径，且传导路径均匀，减少测试过程中出现的浓差极化，最终实现金属试样电化学性能的快速、精准测试。

Description

一种电化学性能精准测试装置

技术领域

本实用新型涉及电化学性能测试技术领域，具体地，涉及一种电化学性能精准测试装置。

背景技术

电化学测试方法是将化学物质的变化转换为电化学反应，也就是以体系中的电位、电流电容、电量等作为体系中发生化学反应的量度进行测定的方法。电化学测试得到的大量信息可用于研究材料的耐蚀性能、电化学反应机理、电极反应可逆性、活性物质吸脱附、表面钝化行为等性能，所以电化学测试在腐蚀与防护、化学电源、光电化学等领域有着重要的应用。随着新材料技术的发展，电化学测试已被广泛的应用。

例如在对一种耐候钢进行性能评估时，首选会想到通过电化学测试对其进行耐腐蚀测试，市面上电化学测试装置很多，例如公告号为CN206177869U的专利公开一种金属板材电化学测试装置，该测试装置如说明书附图4所示，其包括辅助电极、参比电极、反应罐和待测试样，还包括固定基座，反应罐包括反应槽和电解质溶液，反应槽首尾相连，围设成盛装电解质溶液的收纳容腔，辅助电极和参比电极部分浸入电解质溶液的固定，固定基座可拆卸的固定在反应罐的底端，待测试样可替换的夹设在反应罐和固定基座之间，与电解质溶液保持接触的固定，通过与反应罐可拆卸的固定基座，可便捷的替换不同材质的金属，实现不同金属材质的电化学性能的测试，且对于待测试样的表面无损害，能确保金属板材电化学测试结果的准确性，通过替换不同材质的试样即可完成不同金属的电化学性能测试。

上述专利提供的电化学测试装置结构简单，虽然也能针对多种不同金属进行各种性能的测试，但其辅助电极和工作电极工作时，辅助电极上的铂片与试样间的离子传导路径整体不一致，这样就增加了测试过程中的浓差极化电阻，进而会影响到性能测试结果的快捷性和精准性，无法完全精准地反应出金属材料的相关性能。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种能快速且精准地反应金属材料相关性能的电化学性能精准测试装置。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种电化学性能精准测试装置，包括反应槽、辅助电极、参比电极和工作电极，所述反应槽上开设通孔，通孔处布置边缘可覆盖通孔的试样，所述试样和工作电极导通；所述辅助电极伸入反应槽内的端部设有铂片，所述试样和铂片平行布置。

进一步地，所述通孔从反应槽内壁往外壁方向呈收缩型锥面孔结构。

进一步地，反应槽外壁在通孔外沿处还开设有密封槽，密封槽内设置密封圈，试样边缘延伸至可覆盖密封圈。

进一步地，还包括与试样贴合并将试样压紧在反应槽通孔处的压板。

更进一步地，所述压板与反应槽外壁螺栓连接。

更进一步地，所述压板通过柔性连接件与反应槽连接。

进一步地，所述试样表面通过贴设金属铝箔与工作电极导通。

进一步地，所述试样表面通过焊接导线与工作电极导通。

进一步地，所述反应槽为圆柱体形槽。

进一步地，所述反应槽为长方体形槽。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

通过将试样和铂片平行布置，实现工作电极平面与辅助电极平面平行测试，辅助电极和工作电极间各处距离相同，进而保证了离子传导路径相同，减少了溶液离子在辅助电极和工作电极间的传导路径，且传导路径均匀，减少测试过程中出现的浓差极化，最终实现金属试样电化学性能的快速、精准测试；

增设压板将试样压紧在反应槽通孔处，一方面保证试样更紧密地与通孔接触以便和反应槽内溶液充分发生反应，另一方面也更好地保证了试样和工作电极的稳定导通，为金属试样的电化学性能测试提供良好的条件保障。

附图说明

图1为本实用新型实施例1所述的电化学性能精准测试装置的整体结构示意图；

图2a为实施例1中辅助电极和工作电极间离子传导路径；

图2b为背景技术中辅助电极和工作电极间离子传导路径；

图3为本实用新型实施例2中试样覆盖在反应槽通孔处的剖面示意图；

图4为背景技术中金属板材电化学测试装置的结构示意图。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本技术方案进行详细阐述。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

实施例1

如图1所示，提供一种电化学性能精准测试装置，对耐候钢进行耐腐蚀性能测试，该测试装置具体是一种典型三电极系统电化学测试的装置，包括电化学工作站1、反应槽2、辅助电极3、参比电极4和工作电极5，参比电极4为232饱和甘汞电极，辅助电极3和参比电极4平行地伸入反应槽2内。

本实施例的反应槽2为圆柱体形槽，反应槽上开设通孔21，通孔21处布置有边缘可覆盖通孔的试样6，试样6设置在反应槽2外壁，试样6表面贴设金属铝箔与工作电极5导通；需要说明的是，因为反应槽2槽壁为弧面，而试样6为平整薄片试样，为了使试样贴合反应槽槽壁，需要在通孔处进行一定处理，即在反应槽外壁上加工出一个平整表面，以便与试样贴合接触。其中，辅助电极3伸入反应槽内的端部设有铂片31，试样6和铂片31平行布置，以实现工作电极5平面与辅助电极3平面平行测试，减少反应槽2内电解液溶液离子在辅助电极3和工作电极5间的传导路径，使传导路径均匀，相对于传统测试过程来说能减少测试过程中出现的浓差极化，实现耐候钢腐蚀电化学性能的快速、精准测试。

反应槽上的通孔21从反应槽2内壁往外壁方向呈收缩型锥面孔结构(可参见图3)，这样可使反应槽内电解液沿锥面往试样处压，以便电解液与试样更充分地接触。

为避免电解液泄漏，反应槽2外壁在通孔外沿处还开设有密封槽22，密封槽内设置密封圈7，试样6边缘则延伸至至少可覆盖密封圈7。

此外，为保证试样6和反应槽2贴合紧密，测试装置还包括与试样6贴合并将试样压紧在反应槽通孔处的压板8，压板8与反应槽2外壁螺栓连接，一般是在压板上钻有四至六个盲孔，在反应槽外壁钻同样数量的螺纹孔，压板8盲孔和反应槽2外壁螺纹孔内旋入螺栓，使压板8和反应槽2将试样6牢固地夹紧。工作电极此时安装在压板上，压板上开设小孔81供工作电极上的导线穿过。

采用本实施例的测试装置测试时，先将压板处的螺栓拧松，再把试样安装在反应槽通孔处，并在试样与压板间放置一片金属铝箔，以便将试样与工作电极连接起来；由于反应槽外壁具有固定好的密封圈，拧紧螺栓也就将试样与反应槽密封起来了。把电解液加入到反应槽中，把辅助电极和参比电极固定在反应槽上，辅助电极端部铂片和参比电极端部都浸没在电解液当中，且使铂片放置为与试样平面平行后即可进行电化学测试。

图2a和图2b示出了辅助电极铂片与试样呈平行布置状态相对于传统电化学测试来说辅助电极和工作电极间离子传导路径的对比，本实施例中的平行布置使得辅助电极和工作电极间的距离相同，离子传导路径相同，减少了浓差极化，进而保证了电化学性能的快速、精准测试。

实施例2

一种电化学性能精准测试装置，对耐候钢进行耐腐蚀性能测试，该测试装置具体是一种典型三电极系统电化学测试的装置，包括电化学工作站1、反应槽2、辅助电极3、参比电极4和工作电极5，参比电极4为232饱和甘汞电极，辅助电极3和参比电极4平行地伸入反应槽2内。

本实施例与实施例1的区别在于：反应槽2为长方体形槽。反应槽2上开设通孔21，通孔21处布置有边缘可覆盖通孔的试样6，如图3所示，试样6设置在反应槽2外壁，试样表面贴设金属铝箔与工作电极导通。其中，辅助电极3伸入反应槽内的端部设有铂片31，试样6和铂片31平行布置，以实现工作电极5平面与辅助电极3平面平行测试，减少反应槽2内电解液溶液离子在辅助电极3和工作电极5间的传导路径，使传导路径均匀，相对于传统测试过程来说能减少测试过程中出现的浓差极化，实现耐候钢腐蚀电化学性能的快速、精准测试。

反应槽上的通孔21从反应槽2内壁往外壁方向呈收缩型锥面孔结构(参见图3)，这样可使反应槽内电解液沿锥面往试样处压，以便电解液与试样更充分地接触。

为避免电解液泄漏，反应槽2外壁在通孔外沿处还开设有密封槽22，密封槽内设置密封圈7，试样6边缘则延伸至至少可覆盖密封圈7。

此外，为保证试样和反应槽贴合紧密，测试装置还包括与试样贴合并将试样压紧在反应槽通孔处的压板，压板与反应槽外壁螺栓连接，一般是在压板上钻有四至六个盲孔，在反应槽外壁钻同样数量的螺纹孔，压板盲孔和反应槽外壁螺纹孔内旋入螺栓，使压板和反应槽将试样牢固地夹紧。工作电极此时安装在压板上，压板上开设小孔供工作电极上的导线穿过。

本实施例的长方体形槽外壁无需进行任何特殊加工处理，即可使试样和压板更好地贴合在槽壁上。

实施例3

一种电化学性能精准测试装置，对耐候钢进行耐腐蚀性能测试，该测试装置具体是一种典型三电极系统电化学测试的装置，包括电化学工作站、反应槽、辅助电极、参比电极和工作电极，参比电极为232饱和甘汞电极，辅助电极和参比电极平行地伸入反应槽内。

反应槽为圆柱体形槽，反应槽上开设通孔，通孔处布置有边缘可覆盖通孔的试样，试样设置在反应槽外壁，试样表面贴设金属铝箔与工作电极导通；需要说明的是，因为反应槽槽壁为弧面，而试样为平整薄片试样，为了使试样贴合反应槽槽壁，需要在通孔处进行一定处理，即在反应槽外壁上加工出一个平整表面，以便与试样贴合接触。其中，辅助电极伸入反应槽内的端部设有铂片，试样和铂片平行布置，以实现工作电极平面与辅助电极平面平行测试，减少反应槽内电解液溶液离子在辅助电极和工作电极间的传导路径，使传导路径均匀，相对于传统测试过程来说能减少测试过程中出现的浓差极化，实现耐候钢腐蚀电化学性能的快速、精准测试。

反应槽上的通孔从反应槽内壁往外壁方向呈收缩型锥面孔结构(参见图3)，这样可使反应槽内电解液沿锥面往试样处压，以便电解液与试样更充分地接触。

为避免电解液泄漏，反应槽外壁在通孔外沿处还开设有密封槽，密封槽内设置密封圈，试样边缘则延伸至至少可覆盖密封圈。

为保证试样和反应槽贴合紧密，测试装置还包括与试样贴合并将试样压紧在反应槽通孔处的压板，本实施例与实施例1的区别在于：压板通过柔性连接件与反应槽连接，例如直接采用橡胶带将压板和反应槽环绕绑紧，使压板和反应槽将试样牢固地夹紧。工作电极此时安装在压板上，压板上开设小孔供工作电极上的导线穿过。

实施例4

本实施例与实施例1的区别在于：试样表面通过焊接导线与工作电极导通，具体可以将铜导线焊接到试样表面，再进行封样引出铜导线，此时试样上无需贴设金属铝箔。

实施例5

本实施例中的反应槽也为长方体形槽，本实施例与实施例2的区别在于：试样贴合反应槽内壁设置，而不是设置在反应槽外壁，试样表面通过焊接导线和工作电极导通，反应槽上设置的通孔大小仅需满足工作电极上的导线穿过即可。试样在反应槽内壁设置时需保证安装稳固和具有良好的密封，一方面防止反应槽内电解液泄漏外流，另一方面保证试样与铂片在反应过程中始终平行布置。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型的技术方案所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电化学性能精准测试装置，其特征在于，包括反应槽、辅助电极、参比电极和工作电极，所述反应槽上开设通孔，通孔处布置边缘可覆盖通孔的试样，所述试样和工作电极导通；所述辅助电极伸入反应槽内的端部设有铂片，所述试样和铂片平行布置。

2.根据权利要求1所述的电化学性能精准测试装置，其特征在于，所述通孔从反应槽内壁往外壁方向呈收缩型锥面孔结构。

3.根据权利要求1所述的电化学性能精准测试装置，其特征在于，反应槽外壁在通孔外沿处还开设有密封槽，密封槽内设置密封圈，试样边缘延伸至可覆盖密封圈。

4.根据权利要求1所述的电化学性能精准测试装置，其特征在于，还包括与试样贴合并将试样压紧在反应槽通孔处的压板。

5.根据权利要求4所述的电化学性能精准测试装置，其特征在于，所述压板与反应槽外壁螺栓连接。

6.根据权利要求4所述的电化学性能精准测试装置，其特征在于，所述压板通过柔性连接件与反应槽连接。

7.根据权利要求1所述的电化学性能精准测试装置，其特征在于，所述试样表面通过贴设金属铝箔与工作电极导通。

8.根据权利要求1所述的电化学性能精准测试装置，其特征在于，所述试样表面通过焊接导线与工作电极导通。

9.根据权利要求1所述的电化学性能精准测试装置，其特征在于，所述反应槽为圆柱体形槽。

10.根据权利要求1所述的电化学性能精准测试装置，其特征在于，所述反应槽为长方体形槽。