DE3715881A1 - Korrosionsmesszelle - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Korrosionsmeßzelle nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Korrosionsmeßzellen dienen zu elektrochemi­ schen Untersuchungen und werden von verschiedenen Firmen für Laborbedarf angeboten. Bekannte Bauformen derartiger Zellen besitzen in der Regel einen Probenhalter, der vollständig in den Elektrolyten eingeführt ist. Die Probe ist dadurch lediglich durch vorbereitende Arbeiten in ihrer Größe bestimmt und in ihrer Wirklage in der Regel undefiniert vom Elektrolyten umspült. Die daraus resultierenden Meßergebnisse unterscheiden sich je nach Versuchsanordnung, der jeweiligen Probengestaltung bzw. der Beziehung der Probe zu dem Probehalter und sind in der Regel nicht reproduzierbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Korro­ sionsmeßzelle der eingangs genannten Art zu schaffen, die leicht zu handhaben ist und die darüber hinaus reproduzierbare Ergebnisse liefert.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die kennzeich­ nenden Merkmale des Patentanspruchs 1.

Durch die Ausbildung des Fensters wird eine definierte Oberfläche der Probe dem Elektrolyten ausgesetzt. Bei unveränderter Fläche des Fensters sind die Ergebnisse daher stets reproduzierbar, da in der Regel die Probe auch auf der dem Elektrolyten zugewandten Fläche nicht vollständig von diesem benetzt ist. Hinzu kommt die gegenüber den bekannten Ausführungsformen deutlich vereinfachte Handhabung, da nun nicht mehr ein Proben­ halter in den Elektrolyten einzuführen bzw. zu entnehmen ist, sondern allein die Probe zu manipulieren ist. Die hierzu gehörigen Halteeinrichtungen befinden sich vollständig außerhalb des Elektrolyten und haben einer­ seits keinerlei Einfluß auf das Meßergebnis und anderer­ seits bleiben sie völlig unverändert auch bei längerem Gebrauch der Meßzelle.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung befinden sich in den weiteren Patentansprüchen. So dienen die Merkmale der Patentansprüche 2 bzw. 3 dazu, die Manipulation der Probe noch weiter zu vereinfachen.

Die Merkmale der Patentansprüche 4 und 5 beschäftigen sich in erster Linie damit, die Reproduzierbarkeit der Meßergebnisse weiter zu erhöhen und andererseits damit, die Handhabung der Gegenelektrode zu vereinfachen. Die Reproduzierbarkeit wird insbesondere erhöht durch die Merkmale des Patentanspruchs 4, wonach die wirksame Oberfläche von Probe und Gegenelektrode gleich ist.

Schließlich beschreiben die Merkmale des Patentanspruchs 6 konstruktiv einfache Mittel, die Strömung des Elektrolyten zu vergleichmäßigen und kontrolliert durchzuführen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Er­ findung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 den konstruktiven Aufbau einer erfindungsgemäßen Korrosionsmeßzelle und

Fig. 2 eine Schaltplan schematisch für die Korrosionsmeßzelle von Fig. 1.

Die in Fig. 1 dargestellte Korrosionsmeßzelle enthält einen röhrenförmigen Körper 1, der an seinen beiden Stirnflächen durch Platten 2 und 3 weitgehend verschlossen ist. Die Platten 2 und 3 geben fensterförmige Öffnungen 4 und 5 frei, hinter denen auf der einen Seite die zu untersuchende Probe 4 und auf der anderen Seite eine Gegenelektrode 5 angeordnet ist. Die Probe 4 und die Gegenelektrode 5 sind über eine Feder 6 bzw. 7 in Anlage an der Platte 2 bzw. 3 gehalten und bilden zusammen mit Dichtringen 8 und 9 und den Platten 2 und 3 ein abgedichtetes Gehäuse. In diesem wird ein flüssiger Elektrolyt durch eine nicht dargestellte Pumpe umgewälzt. Die Verbindung zwischen dem Gehäuse und der Pumpe wird über einen Zirkulationsstutzen 10 vorgenommen, der eine Zuleitung 10′ und eine Ableitung 10′′ besitzt. Innerhalb des Gehäuses befindet sich eine Zirkulationsmaske 11, die als Leitkörper für eine gleichmäßige Strömung des Elektrolyten vorbei an der Probe 4 sorgt. Die Federn 6 und 7 sind ihrerseits durch Schraubverschlußelemente 12 und 13 gehalten, die auf dem Körper 1 aufgeschraubt sind.

Eine Bezugselektrode in Form einer sog. Haber-Lugin- Kapillare 14 ist mit ihrer Spitze auf die Probe 4 ausge­ richtet und in den Körper 1 eingesetzt. Schließlich ist der Körper 1 von einer Kugel 15 umhüllt, die mit Flüssigkeit 16 gefüllt ist. Diese Flüssigkeit 16 wird in einer nicht gezeigten Heizvorrichtung erwärmt.

Die in Fig. 1 gezeigte Korrosionsmeßzelle dient dazu, eine Probe 4 in definierter und reproduzierbarer Weise zu untersuchen. Die Probe 4 wird dabei nur im Umfang der Fläche untersucht, der dem Elektrolyten ausgesetzt ist. Diese Fläche ist im wesentlichen durch die Größe der fensterförmigen Öffnung 4′ der Platte 2 bzw. die durch den Dichtring definierte Fläche bestimmt. Zum Einsetzen bzw. Austauschen der Probe 4 ist es dabei lediglich erforderlich, nach dem vorbereitenden Entleeren des Gehäuses das Schraubverschlußelement 12 abzudrehen und die Probe 4 in Wirkstellung zu bringen. Entsprechendes gilt für die Gegenelektrode 5, die im Bedarfsfall ebenso einfach ausgetauscht werden kann. Die Zirkulationsmaske (11) ermöglicht eine definierte Strömung des Elektrolyten. Durch die erwärmte Flüssigkeit, die innerhalb der Kugel und außerhalb des Körpers sich befindet, ist es ferner möglich, die Temperaturbe­ dingungen für die Korrosionsuntersuchung der Probe 4 in definierter Weise vorzugeben. Schließlich ist in der Figur auch gezeigt, mit Hilfe eines zusätzlichen Filters 17 verschiedene Räume für den Elektrolyten voneinander zu trennen und dabei eine homogene Verteilung der Strom­ linien zu erreichen. Nicht gezeigt, jedoch ohne weiteres vorstellbar ist der sternförmige Anschluß für Meßsonden wie Thermometer, PH-Sonde, Gaszudosierung bzw. Elektro­ den, wodurch sich zusätzliche Untersuchungsmöglichkeiten bei nur geringem zusätzlichen Raumbedarf einstellen lassen.

Der in Fig. 2 schematisch gezeigte Schaltplan zeigt die Arbeitselektrode in Form der Probe 4, die Bezugselektrode und die Gegenelektrode innerhalb des Elektrolyten angeordnet und durch einen Potentiostaten in der dargestellten Weise geschaltet. Zwischen der Bezugs- und der Arbeitselektrode bildet sich eine ggf. durch einen Verstärker verstärkte Untersuchungsspannung aus. Dies ist ein Maß für die Korrosion der untersuchten Probe und bedingt durch die konstruktiven Eigenschaften der Korrosionsmeßzelle jederzeit reproduzierbar.

Claims (6)

1. Korrosionsmeßzelle mit einem Gehäuse für einen flüssigen Elektrolyten, einer von Elektrolyten benetzten flächenförmigen Probe, einer in das Gehäuse eingesetzten und auf die Probe ausgerich­ teten Bezugselektrode und einer vom Elektrolyten benetzten Gegenelektrode, dadurch gekennzeichnet, daß die Probe hinter einer fensterförmigen Öffnung des Gehäuses und dieses dichtend angeordnet ist.

2. Korrosionsmeßzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Probe unter Federwirkung auf die Öffnung aufgesetzt ist.

3. Korrosionsmeßzelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Probe mittels eines Schraubverschlußelementes in Wirklage gehalten ist.

4. Korrosionsmeßzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenelektrode ebenfalls hinter einer weiteren fensterförmigen Öffnung des Gehäuses und dieses abdichtend ange­ ordnet ist.

5. Korrosionsmeßzelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Elektrolyten benetzte Oberfläche der Gegenelektrode gleich der entsprechenden Oberfläche der Probe ist.

6. Korrosionsmeßzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen im Gehäuse angeordneten Leitkörper für die Strömung des Elektrolyten, der längs einer durch den Leitkörper und das Gehäuse vorgegebenen Bahn an der Probe vorbeigeführt ist.