CN2748906Y

CN2748906Y - 电化学腐蚀实验用电极

Info

Publication number: CN2748906Y
Application number: CN 200420096772
Authority: CN
Inventors: 王伟; 王佳; 徐海波; 姜应律; 李相波
Original assignee: Ocean University of China
Current assignee: Ocean University of China
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2004-09-30
Publication date: 2005-12-28
Anticipated expiration: 2014-09-30

Abstract

本实用新型是电化学腐蚀实验用电极，其包括，导线连接的棒状导体。固定在绝缘管内的导线在绝缘拐座内处与棒状导体一端电连接，所述的绝缘管以适当角度且螺纹或锁扣连接在绝缘拐座的底座上，所述的绝缘拐座的中央管柱腔内防水封固有棒状导体，该棒状导体另一端与片式研究电极的一侧面优良电连接，该片式研究电极通过绝缘孔帽防水密封在绝缘拐座的中央管柱上，该片式研究电极的另一侧面防水封固在绝缘孔帽的中央孔井内，该片式研究电极的另一侧面与电化学腐蚀实验环境直接接触。该电极既能进行电化学实验，又能很方便地对其表面微生物进行各种表征技术如显微镜观察的电极装置。该片状电极的尺寸可据要求改变，满足实验的不同需求。

Description

电化学腐蚀实验用电极

技术领域：

本实用新型涉及腐蚀电化学实验设备的改进，具体讲是一种电化学腐蚀实验用电极，其属于金属腐蚀与防护领域中的微生物腐蚀领域。微生物腐蚀是微生物学和腐蚀科学之间的一个交叉领域。因其发生的范围非常广泛，而且带来的经济损失巨大，所以近年来备受腐蚀科技工作者的关注。

背景技术：

在腐蚀研究中通常将所需研究的金属材料制成暴露面积是圆形或方形的电极，然后在含有某种介质的电解池中进行电化学实验。这种电极的制作通常是将横截面是圆形或方形的柱状金属材料用环氧树脂封在塑料管中。电极的一端焊有有一根带有防水胶皮的导线，焊点连同此面被封在环氧树脂中。电极的另一面通过砂纸打磨、表面清洗使暴露面呈镜面状后放置干燥器中待用。这种电极可以在打磨后反复应用于电化学实验，但如果要对电极表面进行表征分析，如荧光显微镜观察、扫描电子显微镜(SEM)，环境扫描电子显微镜(ESEM)、扫描激光共聚焦显微镜(CLSM)、原子力显微镜(AFM)等，就只能将电极破坏取出金属材料后进行。这种带有导线的普通电极在进行扫描电子显微镜或环境扫描电子显微镜观察时，这段导线使得电极很难放进样品台中，通常只有剪掉该段导线。在对普通电极进行显微镜或荧光显微镜观察时，这段导线也使得电极很难平稳的置于载物台上。如果金属材料的尺寸不合乎表征分析装置的要求，可能还要将其锯开。这一过程繁琐费时，还破坏材料表面的原始状态。普通电极使用一定次数后就不能继续使用而需要重新制作。在制作过程中的操作步骤、所用的环氧树脂或其他封样的试剂的质量会对电极造成影响，这使得这一批所制电极之间有差异，并且这些差异将反应到实验中。虽然某些表征技术可以对材料进行原位、实时观察，但观察前对材料的处理阶段过长严重影响了研究人员对某些重要信息的获取，制约了这些原位观察技术在微生物腐蚀研究中的应用。微生物腐蚀是通过在金属表面附着形成的微生物膜发生的，所以在微生物腐蚀的研究中经常要对金属表面附着的微生物进行观察(上面所述各种表面观察技术)。这些观察技术对所观察电极的形状和尺寸都有一定要求：

1.电极要能方便的从实验介质中取出放在显微镜载物台上进行观察，电极的形状和尺寸要能方便放入样品台或座上。这一操作时间要短，尽量在电极表面状态没有发生大的变化前完成；

2.电极要能够平稳地放在载物台上，如果发生晃动将无法观察到电极表面的微生物；

3.电极的高度要适应载物台到物镜镜头的距离，因为在观察过程中要经常粗调和微调镜头，有时还要转换不同的物镜镜头；

4.由于要对电极表面的不同视野进行观察，电极要能够和载物台同时移动，否则不能达到随机选择视野的目的。

以上四点要求是现有技术的腐蚀电化学实验用普通电极所不能达到的。

发明内容：

本实用新型的目的在于提供一种电化学腐蚀实验用电极，该电极既能进行电化学实验，又能很方便地对其表面微生物进行各种表征技术的显微镜观察的电极装置。

本实用新型的目的是由以下技术方案实现的，研制了一种电化学腐蚀实验用电极，其包括，导线连接的棒状导体。固定在绝缘管内的导线在绝缘拐座内处与棒状导体一端电连接，所述的绝缘管以适当角度且螺纹或锁扣连接在绝缘拐座的底座上，所述的绝缘拐座的中央管柱腔内防水封固有棒状导体，该棒状导体另一端与片式研究电极的一侧面优良电连接，该片式研究电极通过绝缘孔帽防水密封在绝缘拐座的中央管柱上，该片式研究电极的另一侧面防水封固在绝缘孔帽的中央孔井内，该片式研究电极的另一侧面与电化学腐蚀实验环境直接接触。

所述的绝缘拐座，其包括：底座和中央管柱，其以该管柱中心轴对该座面呈适当角度铸成一体，该底座上设有径向螺孔，该螺孔与中央管柱腔内相通，该螺孔螺纹固定有绝缘管的一端，该绝缘管内的导线通过该螺孔与棒状导体一端电连接。

所述的底座和中央管柱，其以该管柱中心轴对该座面所呈的适当角度为：5——180度。

所述的绝缘拐座，其除了在中央管柱腔内防水封固有棒状导体外，其中央管柱的外螺纹通过防水垫片与绝缘孔帽的内螺纹防水密封成一体。

所述的绝缘管，其玻璃或有机玻璃管内设置的导线可以将其上段部或中、下段部的导线制成螺旋状，并连接在绝缘拐座的底座内处的棒状导体一端上，构成对该管内的导线下端与棒状导体一端接触充分的电连接。

所述的棒状导体，其除了与片式研究电极电连接外，该棒状导体一端面与绝缘拐座内端壁面之间设有压缩弹簧，与棒状导体的另一端面直接接触的片式研究电极通过绝缘孔帽与中央管柱的螺纹连接，将棒状导体和该弹簧压紧在绝缘拐座内，构成连成一体的片式研究电极和棒状导体。

本实用新型的电化学腐蚀实验用电极具有如下优点：

1.该电极可进行电化学实验和表面微生物的显微镜以及其他表征技术的观察。其中片状研究电极通过铜棒和铜导线与电化学仪器连接。电化学仪器的控制信号可以对传输到研究电极，研究电极电化学状态的改变也可以传输到电化学监测仪器中。本电极可以在含有微生物的介质中进行实验。实验结束后很方便地将片状研究电极取出，放在观测装载装置上对该电极进行显微镜或其他表征技术的观察。

2.本电极装置和片状研究电极可重复使用。实验完毕后片状研究电极经过清洗、打磨可以重复使用，可以保证每次实验中电极状态的一致性。

3.本电极装置可对4个或4个以上的片状研究电极表面的微生物进行显微镜观察比较。

4.本电极装置和片状研究电极的尺寸可以根据所需观察仪器对样品的要求进行改变。根据微生物观察对片状研究电极的要求在实验前选取不同的电极装置。

附图说明：

图1是电化学腐蚀实验用电极的结构剖视图。

图2是进行观察用的片状研究电极装载装置结构图。

图3是两种电极的极化曲线图。

具体实施方式：

下面结合附图1——3对本实用新型进一步说明。

如图1，2所示，本实用新型包括，纯铜导线10连接的纯铜棒状导体5。固定在有机玻璃绝缘管8内的导线10在聚四氟乙烯制作的绝缘拐座7内处与棒状导体5一端电连接。所述的绝缘管8以适当角度且螺纹连接在绝缘拐座7的底座12上，所述的绝缘拐座7的中央管柱11腔内防水封固有棒状导体5，该棒状导体5另一端与两面和边缘要打磨光滑的片式研究电极3的一侧面防水垫圈2优良电连接，该片式研究电极3通过聚四氟乙烯制作的绝缘孔帽1和防水垫圈2、4、6，防水密封在绝缘拐座7的中央管柱11上，该片式研究电极3的另一侧面通过防水垫圈2防水封固在绝缘孔帽1的内。该片式研究电极3的另一侧面与电化学腐蚀实验环境直接接触。外部电化学腐蚀实验环境的电化学信号可以通过片式研究电极3传到纯铜棒状导体5和纯铜导线10，进而将电化学状态传输到电化学监测仪器中。

所述的绝缘拐座7，其包括：底座12和中央管柱11，其以该管柱11中心轴对该座12面呈适当角度铸成一体，该底座12上设有径向螺孔(图中未画出)，该螺孔与中央管柱11腔内相通，该螺孔通过防水垫片9螺纹固定有绝缘管8的一端，该绝缘管8内的导线10并连接在绝缘拐座7的底座12内处的棒状导体5一端上，通过该螺孔与棒状导体5一端电连接。

所述的底座12和中央管柱11，其以该管柱11中心轴对该座12面所呈的适当角度为：90度。

所述的绝缘拐座7，其除了在中央管柱11腔内通过防水垫圈4，防水封固有棒状导体5外，其中央管柱11的外螺纹通过防水垫片6与绝缘孔帽1的内螺纹防水密封成一体。

为了使纯铜导线10和纯铜棒状导体5充分接触，在有机玻璃管8内的铜导线10的上段部或中、下段部的制成螺旋状，这样在有机玻璃管8旋入底座12内时螺旋状导线13可以提供一定的压力，使导线10和棒状导体5接触充分。因此，在所述的有机玻璃绝缘管8内设置的导线10可以将其上段部或中、下段部的螺旋状导线13制成弹簧状，并连接在绝缘拐座7的底座12内处的棒状导体5一端上，构成对该管8内下段部的螺旋状导线13下端与棒状导体5一端接触充分的电连接。

所述的棒状导体5，其除了与片式研究电极3电连接外，该棒状导体5一端面与绝缘拐座7内端壁面之间设有压缩弹簧14，与棒状导体5的另一端面直接接触的片式研究电极3通过绝缘孔帽1与中央管柱11的螺纹连接，将棒状导体5和该弹簧14压紧在绝缘拐座7内，构成连成一体的片式研究电极3和棒状导体5。

所述的电化学腐蚀实验用电极的观测装载装置，其安装在显微镜载物台上。其与该载物台形状匹配的板面上设置有四个的装载片式研究电极3的阶梯槽式的槽穴15，其为60×100×10mm的聚四氟乙烯片，片上有4个直径30mm、深6mm的槽穴15。片状研究电极3可以平稳地放在槽穴15内。将装载装置置于显微镜载物台上即可进行显微镜观察。此装载装置可以同时对四个电极表面的附着微生物进行形态和数量的观察比较。

具体的微生物腐蚀实验实施例如下：

以一个微生物腐蚀实验(天然海水中微生物附着对316L不锈钢材料腐蚀电位的影响)为例进一步说明。实验前将防水垫圈2、打磨清洗干净的片状研究电极3、防水垫片4、铜棒状导体5、压缩弹簧14、防水垫片6、依次装好放入绝缘拐座7内，旋紧；再将有机玻璃绝缘管8、铜导线10、防水垫片9依次装好旋紧聚四氟乙烯制作的绝缘孔帽1。本实验的极化曲线的测量使用SI 1287恒电位仪(EG&G公司制造)，饱和甘汞电极为参比电极，铂网为对电极。为了对比本实用新型的电极与原使用电极在电化学实验中是否有差异，同时对原使用电极进行实验。如图3所示，两种电极的极化曲线。从图3中可以看出两种电极所测极化曲线没有差异，所以可以认为本发明与原电极在性能上没有变化。本实验的平行实验是4个。将4个电极浸入天然海水中，记录其腐蚀电位随时间的变化。10天后取出片状研究电极3且用无菌海水冲洗干净后旋开聚四氟乙烯制作的绝缘孔帽1，将片状研究电极3放在观测装载装置上。四个电极经过染色后即可在显微镜下进行微生物观察比较。微生物显微观察装置采用BH-2型Olympus显微镜以及BH2-RFL filter set，BP490 excitation filter，EY455 supplementary exciter filter，O515 barrier filter等有关附件进行。观察完毕后将片状研究电极3取出洗净放入干燥器中备用。

本领域的普通技术人员都会理解，在本实用新型的保护范围内，对于上述实施例进行修改，添加和替换都是可能的，其都没有超出本实用新型的保护范围。

Claims

1、一种电化学腐蚀实验用电极，其包括，导线连接的棒状导体，其特征在于：固定在绝缘管内的导线在绝缘拐座内处与棒状导体一端电连接，所述的绝缘管以适当角度且螺纹或锁扣连接在绝缘拐座的底座上，所述的绝缘拐座的中央管柱腔内防水封固有棒状导体，该棒状导体另一端与片式研究电极的一侧面优良电连接，该片式研究电极通过绝缘孔帽防水密封在绝缘拐座的中央管柱上，该片式研究电极的另一侧面防水封固在绝缘孔帽的中央孔井内，该片式研究电极的另一侧面与电化学腐蚀实验环境直接接触。

2、根据权利要求1所述电化学腐蚀实验用电极，其特征在于：所述的绝缘拐座，其包括：底座和中央管柱，其以该管柱中心轴对该座面呈适当角度铸成一体，该底座上设有径向螺孔，该螺孔与中央管柱腔内相通，该螺孔螺纹固定有绝缘管的一端，该绝缘管内的导线通过该螺孔与棒状导体一端电连接。

3、根据权利要求1或2所述电化学腐蚀实验用电极，其特征在于：所述的底座和中央管柱，其以该管柱中心轴对该座面所呈的适当角度为：5--180度。

4、根据权利要求1或2所述电化学腐蚀实验用电极，其特征在于：所述的绝缘拐座，其除了在中央管柱腔内防水封固有棒状导体外，其中央管柱的外螺纹通过防水垫片与绝缘孔帽的内螺纹防水密封成一体。

5、根据权利要求1或2所述电化学腐蚀实验用电极，其特征在于：所述的绝缘管，其玻璃或有机玻璃管内设置的导线可以将其上段部或中、下段部的导线制成螺旋状，并连接在绝缘拐座的底座内处的棒状导体一端上，构成对该管内的导线下端与棒状导体一端接触充分的电连接。

6、根据权利要求1所述电化学腐蚀实验用电极，其特征在于：所述的棒状导体，其除了与片式研究电极电连接外，该棒状导体一端面与绝缘拐座内端壁面之间设有压缩弹簧，与棒状导体的另一端面直接接触的片式研究电极通过绝缘孔帽与中央管柱的螺纹连接，将棒状导体和该弹簧压紧在绝缘拐座内，构成连成一体的片式研究电极和棒状导体。