RU2088913C1 - Device for electrochemical measurements - Google Patents

Device for electrochemical measurements Download PDF

Info

Publication number
RU2088913C1
RU2088913C1 RU94031614A RU94031614A RU2088913C1 RU 2088913 C1 RU2088913 C1 RU 2088913C1 RU 94031614 A RU94031614 A RU 94031614A RU 94031614 A RU94031614 A RU 94031614A RU 2088913 C1 RU2088913 C1 RU 2088913C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cell
electrode
sample
measuring cell
measurements
Prior art date
Application number
RU94031614A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU94031614A (en
Inventor
В.А. Мухин
С.Н. Гущин
Original Assignee
Омский государственный университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Омский государственный университет filed Critical Омский государственный университет
Priority to RU94031614A priority Critical patent/RU2088913C1/en
Publication of RU94031614A publication Critical patent/RU94031614A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2088913C1 publication Critical patent/RU2088913C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)

Abstract

FIELD: electrochemical measurements. SUBSTANCE: device measuring circuit includes and electrode system, in which a surface area of test-piece 1 is used as the working electrode, this area carries measuring cell 3 with comparison electrode 7 and auxiliary electrode 9 positioned in it, the cell is filled with liquid electrolyte and has an open bottom to provide content of electrolyte with the assigned section of test-piece 1, assembly for pressing measuring cell 3 to the surface of test-piece 1 made in the form of spring-loaded weight 11 installed in the flanges of the casing of cell 3, and base 16 with guide rods 14 installed in it to guide the motion and fix the position of the measuring cell and electrodes pressing assembly. EFFECT: enhanced accuracy. 5 cl, 8 dwg, 4 tbl

Description

Изобретение относится к электрохимическим измерениям и может быть использовано при вольтамперометрических исследованиях для снятия потенцио- и гальваностатических и динамических кривых, в частности для определения скорости коррозии, подбора добавок в гальванических процессах, изучения влияния поверхностно-активных веществ на катодные и анодные процессы и т.д. The invention relates to electrochemical measurements and can be used in voltammetric studies for taking potential and galvanostatic and dynamic curves, in particular for determining the corrosion rate, selection of additives in galvanic processes, studying the effect of surface-active substances on cathodic and anodic processes, etc. .

Для получения статистически достоверных результатов при вотльтамперометрических исследованиях необходимо проведение серии параллельных измерений в разных точках поверхности одного образца, каждый раз быстро выделяя на поверхности образца одинаковую площадь рабочей поверхности. In order to obtain statistically reliable results during multimeter measurements, it is necessary to conduct a series of parallel measurements at different points on the surface of one sample, each time quickly identifying the same area of the working surface on the surface of the sample.

Известно устройство для электрохимических измерений (Чигиринская Л.А. Гусева М. И. Владимиров Б.Г. Томашов Н.Д. и др. Формирование коррозионно-стойких слоев на нержавеющей стали при ионной имплантации Защита металлов, N 4, 1987, с. 590.). Устройство представляет собой трехэлектродную систему. Рабочим электродом является исследуемый образец. Вспомогательный электрод платиновое кольцо, расположенное на узкой части капилляра Луггина. Внутри капилляра Луггина расположен электрод сравнения, погруженный в рабочий раствор и отделенный от рабочего раствора шлифом. На поверхности образца с помощью перфорированной липкой полихлорвиниловой ленты выделен круглый участок площадью 0,5 см2, на который наносят каплю рабочего раствора (100 мкл), в которую опускают кончик капилляра Лугггина с таким расчетом, чтобы платиновое кольцо (вспомогательный электрод) было погружено в каплю. Поляризацию осуществляют от потенциостата. С помощью такого устройства снимали анодные потенциодинамические кривые и по их изменению судили о влиянии ионной имплантации на коррозионную стойкость нержавеющей стали.A device for electrochemical measurements is known (Chigirinskaya L.A. Guseva M.I. Vladimirov B.G. Tomashov N.D. et al. Formation of corrosion-resistant layers on stainless steel during ion implantation Protection of metals, N 4, 1987, p. 590.). The device is a three-electrode system. The working electrode is the test sample. The auxiliary electrode is a platinum ring located on the narrow part of the Luggin capillary. Inside the Luggin capillary is a reference electrode immersed in a working solution and separated from the working solution by a thin section. On the surface of the sample, using a perforated adhesive PVC tape, a round area of 0.5 cm 2 was selected, onto which a drop of working solution (100 μl) was applied, into which the tip of the Luggin capillary was lowered so that the platinum ring (auxiliary electrode) was immersed in a drop. Polarization is carried out from a potentiostat. Using such a device, anodic potentiodynamic curves were recorded and their change was used to judge the effect of ion implantation on the corrosion resistance of stainless steel.

Недостатком этой системы является малый объем капли, что приводит к быстрому загрязнению раствора в капле продуктами коррозии при снятии анодных кривых, что понижает воспроизводимость измерений. Липкий слой ленты растворяется в рабочем растворе и может вносить искажения в результаты измерений. Кроме того, при проведении серии измерений на небольших образцах большая часть площади используется нерационально, так как покрывается липкой лентой. При переходе от одного измерения к другому требуется перестановка липкой ленты на чистое место, а поверхность вокруг выделенного для измерений участка оказывается испачканной веществом липкого слоя ленты и не может быть использовано для следующих измерений. The disadvantage of this system is the small volume of the droplet, which leads to rapid contamination of the solution in the droplet with corrosion products when taking anode curves, which reduces the reproducibility of measurements. The sticky layer of the tape dissolves in the working solution and may introduce distortions into the measurement results. In addition, when conducting a series of measurements on small samples, most of the area is used irrationally, since it is covered with adhesive tape. When moving from one measurement to another, it is necessary to relocate the adhesive tape to a clean place, and the surface around the area selected for measurements is stained with the substance of the adhesive layer of the tape and cannot be used for the following measurements.

Известно устройство для наблюдения за изменением состояния металлической подложки во время травления (заявка Франции N 2676818, кл. G 01 N 27/416, опуб. 27.11.92), содержащее электрохимическую ячейку, образованную по крайней мере из одного потенциометрического зонда и прибора для наблюдения и измерения напряжения. Зонд имеет заполненный электролитом корпус, в основании которого находится отверстие для наложения с помощью уплотнителя на поверхность исследуемого материала. Зонд жестко крепится к поверхности. A device is known for observing a change in the state of a metal substrate during etching (French application N 2676818, CL G 01 N 27/416, publ. 11/27/92), containing an electrochemical cell formed of at least one potentiometric probe and a monitoring device and voltage measurements. The probe has a housing filled with electrolyte, at the base of which there is an opening for applying with a sealant to the surface of the material under study. The probe is rigidly attached to the surface.

Устройство имеет следующие недостатки:
система двухэлектродная, нет возможности снимать потенциодинамические кривые;
жесткое крепление не позволяет быстро переносить зонд на новый участок исследуемой поверхности при выполнении серии параллельных измерений.
The device has the following disadvantages:
two-electrode system, it is not possible to take potentiodynamic curves;
the rigid mount does not allow fast transfer of the probe to a new area of the surface under investigation when performing a series of parallel measurements.

Известно также устройство для детекторования скорости коррозии металлов, используещееся в электролитических средах (заявка Японии N 3-44659, G 01 N 27/26, 17/04, опуб. 08.07.91), предназначенное для контроля коррозии в морских и речных водоемах. Устройство содержит ячейку из электроизоляционного материала, которая имеет на одном конце открытую (входную) часть. Этим входом через уплотнитель ячейка плотно прилегает к измеряемому объекту. Внутри ячейки расположены эталонный и вспомогательный электроды, а также дополнительный электрод для контроля тока. Устройство предназначено для работы при полном погружении его в исследуемые электролиты. Поэтому необходимо множество герметизирующих уплотнений. Also known is a device for detecting the rate of corrosion of metals used in electrolytic environments (Japanese application N 3-44659, G 01 N 27/26, 17/04, publ. 08.07.91), designed to control corrosion in sea and river bodies of water. The device contains a cell of electrical insulating material, which has at one end an open (input) part. With this input through the seal, the cell fits snugly to the measured object. The reference and auxiliary electrodes are located inside the cell, as well as an additional electrode for current control. The device is designed to work when completely immersed in the studied electrolytes. Therefore, many sealing seals are required.

Недостаток этой конструкции сложность в изготовлении. Как и в описанных выше устройствах невозможна быстрая перестановка устройства на новое место при проведении серии параллельных измерений. The disadvantage of this design is the difficulty in manufacturing. As in the devices described above, it is not possible to quickly move the device to a new place during a series of parallel measurements.

Наиболее близким к предлагаемому по совокупности существенных признаков является устройство для измерения скорости коррозии металлов с защитным покрытием (заявка Японии N 3-47-458, кл. G 01 N 27/26, 17/02, опуб. 19.07.91). Известное устройство содержит измерительную ячейку, заполненную жидким электролитом. Внутри ячейки находится вспомогательный электрод и электрод сравнения. Рабочим электродом является участок поверхности исследуемого образца, образованный открытой частью боковой стенки ячейки, которая посредством фланца, прокладки и уплотнительного материала жестко прикрепляется к поверхности исследуемого образца. Closest to the proposed combination of essential features is a device for measuring the corrosion rate of metals with a protective coating (Japanese application N 3-47-458, CL G 01 N 27/26, 17/02, publ. 19.07.91). The known device contains a measuring cell filled with liquid electrolyte. Inside the cell is an auxiliary electrode and a reference electrode. The working electrode is the surface area of the test sample, formed by the open part of the side wall of the cell, which is rigidly attached to the surface of the test sample by means of a flange, gasket and sealing material.

Недостатком такого устройства является жесткость крепления ячейки, не позволяющая быстро переставить емкость на новое место и провести серию параллельных измерений. The disadvantage of this device is the rigidity of the cell mount, which does not allow you to quickly rearrange the container to a new location and conduct a series of parallel measurements.

Задачей изобретения является создание устройства для электрохимических измерений, позволяющего обеспечить быстрое перемещение и плотное прижатие измерительного устройства на новом месте образца, снижение времени подготовительных операций при каждом из параллельных измерений с сохранением достаточной воспроизводимости выделяемой на образце площади поверхности рабочего электрода, проводить измерения на образцах различных размеров и конфигураций, а также иметь возможность регулировать расстояние между рабочим электродом и электродами сравнения и вспомогательным. The objective of the invention is to provide a device for electrochemical measurements, which allows for quick movement and tight pressing of the measuring device at a new location in the sample, reducing the time of preparatory operations for each of the parallel measurements, while maintaining sufficient reproducibility of the surface area of the working electrode allocated to the sample, and making measurements on samples of various sizes and configurations, as well as being able to adjust the distance between the working electrode and the electron comparing the rows and support.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство для электрохимических измерений, включающее в измерительную схему обычную трехэлектродную систему, в которой в качестве рабочего электрода используется ограниченный участок поверхности исследуемого образца, контактирующего с рабочим раствором, электрод сравнения помещен в капилляр Луггина, заполненный рабочим раствором, а вспомогательный электрод в виде платинового кольца размещен на узкой части капилляра Луггина и погружен также в рабочий раствор, введены ячейка с открытым дном из инертного материала (фторопласт-4, полиэтилен, оргстекло), узел прижима ячейки к исследуемому образцу и основание с укрепленными перпендикулярно к нему направляющими стержнями для фиксации движения ячейки и узла прижима. Корпус ячейки имеет фланцы с отверстиями для установки в стержнях и обеспечения взаимодействия с узлом прижима. Узел прижима выполнен в виде подпружиненного груза, установленного с упором во фланцы ячейки. По периметру открытого дна ячейки расположено кольцо из силиконового каучука, обеспечивающее плотное прилегание дна ячейки к поверхности образца (не обязательно планарной поверхность может быть выпуклой, вогнутой, выпукло-вогнутой). The essence of the invention lies in the fact that the device for electrochemical measurements, comprising a conventional three-electrode system in the measuring circuit, in which a limited area of the surface of the test sample in contact with the working solution is used as the working electrode, the reference electrode is placed in the Luggin capillary filled with the working solution, and an auxiliary electrode in the form of a platinum ring is placed on a narrow part of the Luggin capillary and is also immersed in a working solution, a cell with an open bottom is introduced m of inert material (Teflon-4, polyethylene, Plexiglas), clamping node cells to the test sample and a base with reinforced perpendicularly thereto for fixing the guide rods cell movement and clamping assembly. The cell body has flanges with holes for installation in the rods and to ensure interaction with the clamp unit. The clamp unit is made in the form of a spring-loaded load, mounted with emphasis in the cell flanges. A ring of silicone rubber is located around the perimeter of the open bottom of the cell, which ensures a snug fit of the bottom of the cell to the surface of the sample (not necessarily a planar surface can be convex, concave, convex-concave).

Для исследования образцов больших размеров основание может быть снабжено отверстием по форме корпуса ячейки, причем толщина основания должна быть меньше высоты корпуса ячейки не менее чем на высоту силиконового кольца. To study samples of large sizes, the base can be equipped with an aperture in the shape of the cell body, and the thickness of the base must be less than the height of the cell body by at least the height of the silicone ring.

Предлагаемое устройство обеспечивает быстрое перемещение ячейки на новое место исследуемого образца при выполнении серии параллельных измерений (или замене одного образца на другой), сохраняя при этом постоянство площади поверхности рабочего электрода за счет плотного прижима ячейки и отсутствия подтекания между силиконовым кольцом и образцом. Следовательно, обеспечивается точность и воспроизводимость измерений. Кроме того, предлагаемое устройство дает возможность при небольшой площади образца обеспечить выделение максимального числа близко расположенных друг к другу участков для проведения серии параллельных измерений на образцах не только с плоской, но и выпуклой, вогнутой, выпукло-вогнутой, цилиндрической и т.д. поверхностью. The proposed device provides rapid movement of the cell to a new location of the test sample when performing a series of parallel measurements (or replacing one sample with another), while maintaining a constant surface area of the working electrode due to the tight hold of the cell and the absence of leakage between the silicone ring and the sample. Therefore, accuracy and reproducibility of measurements are ensured. In addition, the proposed device makes it possible for a small area of the sample to provide the allocation of the maximum number of closely spaced sections for conducting a series of parallel measurements on samples not only flat, but also convex, concave, convex-concave, cylindrical, etc. surface.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 то же, вид сверху; на фиг. 3 установка ячейки на образец неплоской формы без воздействия прижимного устройства; на фиг. 4 то же, с воздействием прижимного устройства; на фиг. 5 измерение на образце больших размеров с использованием отверстия в основании. In FIG. 1 shows the proposed device; in FIG. 2 same, top view; in FIG. 3 installation of a cell on a non-planar sample without the influence of a clamping device; in FIG. 4 the same with the impact of the clamping device; in FIG. 5 Measurement on a large sample using a hole in the base.

Устройство для электрохимических измерений содержит включенную в измерительную схему (не показана) трехэлектродную систему, в которой в качестве рабочего электрода использован участок исследуемого образца 1. К исследуемому образцу прижимается силиконовое уплотнительное кольцо 2, закрепленное в открытом дне ячейки 3, наполненной рабочим раствором 4. Силиконовое кольцо выделяет на поверхности образца рабочий электрод с заданной площадью (22 мм2). Поверхности рабочего электрода касается кончик капилляра Луггина 5, заполненного тем же рабочим раствором 4. Внутри капилляра Луггина с помощью резиновой пробки 6, которая фиксирует электрод сравнения в строго определенном положении и не позволяет вытекать рабочему раствору из капилляра Луггина, закреплен электрод сравнения 7 (насыщенный каломельный электрод), сообщающийся с рабочим раствором через шлиф 8. Вспомогательный электрод 9 выполнен в виде платинового кольца, расположенного на некотором расстоянии от кончика капилляра Луггина и находящегося в рабочем растворе внутри ячейки. Электрод 9 может свободно перемещаться по узкой части капилляра Луггина и фиксироваться в нужном месте за счет приваренного к платиновой проволочке медного проводника, являющегося токоотводом. Узел прижима представляет собой подпружиненный 10 груз 11, установленный с упором во фланцы ячейки 3. Выше узла прижима находится держатель 12, в центре которого с помощью фиксирующего винта 13 укреплен капилляр Луггина с находящимися внутри него и на нем электродом сравнения и вспомогательным электродом. Во фланцах ячейки 3, в грузе 11 и в держателе 12 имеются отверстия, внутри которых проходят направляющие стержни 14, причем во фланцах ячейки и грузе движение стержней свободное, а держатель капилляра Луггина 12 фиксируется на направляющих стержнях на строго определенном расстоянии от образца с помощью стопорных гаек 15. Три направляющих стержня 14 укреплены в основании 16, в центре которого находится пробка 17, которая может быть удалена для проведения измерений на образцах большого размера, не помещающихся между направляющими стержнями. Необходимым условием выполнения таких измерений является то, что толщина B основания не должна быть больше высоты C корпуса ячейки вместе с выступающей частью силиконового кольца.The device for electrochemical measurements contains a three-electrode system included in the measuring circuit (not shown), in which the portion of the test sample 1 is used as the working electrode. A silicone O-ring 2 is pressed to the test sample, fixed in the open bottom of the cell 3 filled with working solution 4. Silicone the ring emits on the surface of the sample a working electrode with a given area (22 mm 2 ). The surface of the working electrode is touched by the tip of the Luggin capillary 5 filled with the same working solution 4. Inside the Luggin capillary, using a rubber stopper 6, which fixes the reference electrode in a strictly defined position and does not allow the working solution to flow out of the Luggin capillary, a reference electrode 7 is fixed (saturated calomel electrode) in communication with the working solution through the thin section 8. The auxiliary electrode 9 is made in the form of a platinum ring located at some distance from the tip of the Luggin capillary and located in the working solution inside the cell. The electrode 9 can freely move along the narrow part of the Luggin capillary and fix in the right place due to the copper conductor welded to the platinum wire, which is a down conductor. The clamping unit is a spring loaded load 11 installed with a stop in the flanges of the cell 3. Above the clamping unit is a holder 12, in the center of which a Luggin capillary with a reference electrode and an auxiliary electrode located inside it and on it is mounted with a fixing screw 13. There are openings in the flanges of cell 3, in the load 11 and in the holder 12, inside which guide rods 14 pass, and in the flanges of the cell and the load, the movement of the rods is free, and the Luggin capillary holder 12 is fixed on the guide rods at a strictly defined distance from the sample using stop nuts 15. Three guide rods 14 are fixed in the base 16, in the center of which there is a plug 17, which can be removed to take measurements on large samples that do not fit between the guide rods. A necessary condition for performing such measurements is that the thickness B of the base should not be greater than the height C of the cell body together with the protruding part of the silicone ring.

Обозначения на фиг. 3 5 соответствуют обозначениям на фиг. 1 и 2, только на фиг. 5 удалена пробка 17 и в образовавшееся в основании 16 отверстие входит корпус ячейки 3, прижимаемый грузом 11 через силиконовое кольцо 2 к образцу 1. The notation in FIG. 3 5 correspond to the notation in FIG. 1 and 2, only in FIG. 5, the plug 17 is removed and the cell body 3 enters the hole formed in the base 16 and is pressed by the weight 11 through the silicone ring 2 to the sample 1.

Устройство для электрохимических измерений работает следующим образом. A device for electrochemical measurements works as follows.

Пример 1. Снятие анодных потенциодинамических кривых на стали ЭИ-961 в 0,01 M раствора серной кислоты на потенциостате П-5848. Скорость развертки потенциала 4 мВ/с. Площадь рабочей части образца, выделяемой силиконовым кольцом, 22 мм2. Перед снятием серии измерений поверхность образца зачищалась наждачной шкуркой N 1 до зеркального блеска. Образец 1 устанавливается в центре основания 16 (пробка 17 не вынимается, так как образец 1 небольшого размера диск диаметром 16 мм). На образец 1 по направляющим стержням 14 опускают ячейку 3 до соприкосновения силиконового кольца 2 с нужным участком поверхности образца 1. Затем по тем же направляющим стержням 14 на фланцы ячейки 3 опускают подпружиненный груз 10 и 11. При этом силиконовое кольцо 2 слегка деформируется, плотно прижимается к образцу за счет груза 11, а равномерность прижима обеспечивается пружинами 10. В отдельный химический стакан, заполненный рабочим раствором 4, помещают капилляр Луггина 5, укрепленный в держателе 12 фиксирующим винтом 13. При этом в капилляр натекает рабочий раствор 4. Тогда в капилляр помещают электрод сравнения 7 со шлифом 8 и герметизируют пробкой 6. При этом электрод сравнения 7 оказывается зафиксированным в данном положении. На узкой части капилляра Луггина крепится платиновое кольцо на желаемом расстоянии от кончика капилляра.Example 1. The removal of the anode potentiodynamic curves on steel EI-961 in a 0.01 M solution of sulfuric acid on a potentiostat P-5848. Potential sweep speed 4 mV / s. The area of the working part of the sample, allocated silicone ring, 22 mm 2 . Before taking a series of measurements, the surface of the sample was cleaned with an emery cloth N 1 to a mirror shine. Sample 1 is installed in the center of the base 16 (plug 17 cannot be removed, since sample 1 is a small disk 16 mm in diameter). The cell 3 is lowered onto the sample 1 along the guide rods 14 until the silicone ring 2 is in contact with the desired portion of the surface of the sample 1. Then, the spring loaded load 10 and 11 are lowered along the flanges of the cell 3 onto the flanges of the cell 3. The silicone ring 2 is slightly deformed, tightly pressed to the sample due to the load 11, and the uniformity of the pressure is ensured by the springs 10. In a separate beaker filled with the working solution 4, put a Luggin capillary 5, mounted in the holder 12 with a fixing screw 13. In this case, the capillary repents 4. Then the working solution is placed in a capillary with the reference electrode 7 and 8, a ground joint was sealed stopper 6. In this case, the reference electrode 7 is fixed in this position. On the narrow part of the Luggin capillary, a platinum ring is attached at the desired distance from the tip of the capillary.

Ячейку 3 заполняют до необходимого уровня рабочим раствором 4. По направляющим стержням 14 держатель капилляра 12 вместе с подготовленным и закрепленным в нем капилляром Луггина 5, электродом сравнения 7 и вспомогательным электродом 9, опускается так, чтобы кончик его касался образца на дне ячейки и фиксируется в таком положении с помощью стопорных гаек 15. После этого подключают рабочий, вспомогательный и электрод сравнения к потенциостату, измеряют стационарный потенциал и проводят снятие кривой по одной из методик, предусматриваемых руководством к потенциостату. Cell 3 is filled to the required level with working solution 4. On the guide rods 14, the capillary holder 12 together with the prepared and fixed Luggin capillary 5, reference electrode 7 and auxiliary electrode 9 is lowered so that its tip touches the sample at the bottom of the cell and is fixed in in this position using lock nuts 15. After that, the working, auxiliary and reference electrodes are connected to the potentiostat, the stationary potential is measured and the curve is taken according to one of the methods provided for by the hands by the potentiostat.

После проведения электрохимических измерений, снятия кривых отключают электроды от потенциостата. Держатель 12 вместе с капилляром 5 и закрепленными на нем электродами 7 и 9 переносят в стакан с рабочим раствором. Рабочий раствор 4 из ячейки 3 отсасывают и выливают, как использованный и загрязненный продуктами коррозии. Если нужно, промывают ячейку 3 и переставляют ее на новый участок поверхности образца 1. Вновь заполняют ячейку 3 рабочим раствором 4 и, поместив по направляющим 14 держатель 12 с капилляром 5 и электродами 7 и 9 на стопорные гайки 15, подключают электроды к потенциостату и вновь снимают кривую в тех же условиях, но на новом участке образца. Благодаря тому, что каждый раз на поверхности образца с помощью силиконового кольца выделяется одинаковая площадь, являющаяся рабочим электродом, разброс результатов измерений, характеризующийся относительным стандартным отклонением Sr, значительно меньше, чем в случае применения для этого изоленты. В рассматриваемом нами примере для образца стали ЭИ-961 получены следующие результаты (табл. 1) при числе параллельных измерений равном 5-6.After conducting electrochemical measurements, taking the curves disconnect the electrodes from the potentiostat. The holder 12, together with the capillary 5 and the electrodes 7 and 9 fixed to it, is transferred to a glass with a working solution. The working solution 4 from the cell 3 is sucked off and poured, as used and contaminated with corrosion products. If necessary, wash cell 3 and rearrange it to a new surface area of sample 1. Re-fill cell 3 with working solution 4 and, placing the holder 12 with capillary 5 and electrodes 7 and 9 on the lock nuts 15 along the guides 14, connect the electrodes to the potentiostat and again take the curve under the same conditions, but in a new section of the sample. Due to the fact that each time on the surface of the sample with the help of a silicone ring the same area is allocated, which is the working electrode, the scatter of the measurement results, characterized by a relative standard deviation S r , is much smaller than if the tape was used for this. In the example we are considering, for the steel sample EI-961, the following results were obtained (Table 1) with the number of parallel measurements equal to 5-6.

Это же можно видеть и на фиг. 6, где границы доверительных интервалов при измерениях с помощью предлагаемого устройства во всех случаях существенно меньше (кривая 1), что свидетельствует о более высокой вопроизводимости результатов измерений. Кроме того, крепления ячейки к образцу по способу, предложенному в прототипе, займет значительно больше времени и потребует намного больше площади, чем требуется для проведения собственно измерений. The same can be seen in FIG. 6, where the boundaries of confidence intervals for measurements using the proposed device in all cases are significantly smaller (curve 1), which indicates a higher reproducibility of the measurement results. In addition, attaching the cell to the sample according to the method proposed in the prototype will take much more time and will require much more area than is required for the actual measurements.

Пример 2. Композиционный твердый материал ВК-8 (карбид вольфрама - кобальт). Снятие анодных потенциодинамических кривых в ацетатном буферном растворе с pH 5. На потенциостате П-5848 задавалась скорость развертки 4 мВ/с. Площадь рабочей части образца, выделяемой силиконовым кольцом, равна 22 мм2. Класс чистоты поверхности 14, общая площадь поверхности 230 мм2. Методика проведения измерений та же самая, что и в примере 1.Example 2. Composite solid material VK-8 (tungsten carbide - cobalt). Capturing anodic potentiodynamic curves in an acetate buffer solution with a pH of 5. At the P-5848 potentiostat, a sweep speed of 4 mV / s was set. The area of the working part of the sample emitted by the silicone ring is 22 mm 2 . Cleanliness class 14, total surface area 230 mm 2 . The measurement procedure is the same as in example 1.

Полученные результаты приведены в табл. 2 и на фиг. 7 (кривая 2). The results are shown in table. 2 and in FIG. 7 (curve 2).

По этой же методике, но с применением для ограничения рабочей поверхности образца липкой ленты на образцах из ВК-8 с классом чистоты поверхности 6 и общей площадью образца 130 мм2 получены результаты, приведенные в табл. 3 и на фиг. 7 (кривая 1).By the same method, but with the use of adhesive tape to limit the working surface of the sample on VK-8 samples with a surface cleanliness class of 6 and a total area of 130 mm 2 , the results are shown in Table 3 and in FIG. 7 (curve 1).

Кроме того, что предлагаемое устройство позволяет получить более воспроизводимые результаты, необходимо отметить, что с применением липкой ленты на образце общей площадью 230 мм2 удалось сделать 4 измерения, а на образце с общей площадью 130 мм2 3 измерения; в случае применения предлагаемого устройства число измерения на образцах было соответственно 6 и 4. Это особенно важно для образцов с малой площадью поверхности из труднообрабатываемых материалов, каковым является ВК-8. Если же применять ячейку, предложенную в прототипе, то более 1-2 измерений сделать бы не удалось, так как для жесткого крепления ячейки к образцу потребуется значительно больше места, чем для проведения измерений.In addition to the fact that the proposed device allows to obtain more reproducible results, it should be noted that using adhesive tape on a sample with a total area of 230 mm 2 it was possible to make 4 measurements, and on a sample with a total area of 130 mm 2 3 measurements; in the case of using the proposed device, the number of measurements on the samples was 6 and 4, respectively. This is especially important for samples with a small surface area from difficult to process materials, such as VK-8. If the cell proposed in the prototype were used, then more than 1-2 measurements would not have been possible, since for rigidly attaching the cell to the sample, much more space would be required than for measurements.

Пример 3. Анодные потенциодинамические кривые снимались на образцах стали Ст45ХН цилиндрической формы диаметром поверхности 40 мм в ацетатном буферном растворе с pH 5. Боковая поверхность цилиндров подвергалась лазерной обработке на лазере ЛТН-103 (кривая 2 фиг. 8) (порядка 104 Вт/см2). Остальные условия те же, что и в примере 1. Результаты измерений приведены в табл. 4 и на фиг. 8.Example 3. Anode potentiodynamic curves were recorded on steel samples of cylindrical steel St45XH with a surface diameter of 40 mm in an acetate buffer solution with pH 5. The lateral surface of the cylinders was laser-processed using an LTN-103 laser (curve 2 of Fig. 8) (about 10 4 W / cm 2 ). The remaining conditions are the same as in example 1. The measurement results are shown in table. 4 and in FIG. eight.

Измерения проводились на выпуклой боковой поверхности цилиндров, подтекание отсутствовало. Воспроизводимость хуже, чем в примерах 1 и 2 вследствие очень грубой обработки поверхности исходных образцов, однако затраты времени на установку ячейки на образец практически не возросло, так как потребовалось только вынуть пробку из основания и, поместив образец под основание, опустить ячейку до касания с образцом и переместить стопорные гайки до касания образца кончика капилляра Луггина. Для закрепления ячейки, описанной в прототипе, на цилиндрическом образце необходимо дополнительное приспособление и большие затраты времени. The measurements were carried out on the convex lateral surface of the cylinders; there was no leakage. The reproducibility is worse than in examples 1 and 2 due to the very rough surface treatment of the initial samples, however, the time required to install the cell on the sample practically did not increase, since it was only necessary to remove the cork from the base and, placing the sample under the base, lower the cell until it touches the sample and move the lock nuts until the sample touches the tip of the Luggin capillary. To fix the cell described in the prototype on a cylindrical specimen, additional adaptation and time-consuming are necessary.

Claims (5)

1. Устройство для электрохимических измерений, содержащее включенную в измерительную схему электродную систему, в которой в качестве рабочего электрода использован участок поверхности исследуемого образца, на котором установлена измерительная ячейка с расположенными в ней электродом сравнения и вспомогательным электродом, заполненная жидким электролитом и имеющая открытое дно для обеспечения контакта электролита с выделенным участком поверхности исследуемого образца, отличающееся тем, что введен узел прижима измерительной ячейки к поверхности исследуемого образца и основание с установленным в нем направляющими стержнями для направления движения и фиксации положения узла прижима, измерительной ячейки и электродов. 1. A device for electrochemical measurements, comprising an electrode system included in the measuring circuit, in which the surface of the test sample is used as a working electrode, on which a measuring cell with a reference electrode and an auxiliary electrode located in it is installed, filled with a liquid electrolyte and having an open bottom for providing contact of the electrolyte with a selected portion of the surface of the test sample, characterized in that the introduced node clamp the measuring cell to the surface of the test sample and the base with guide rods installed in it for the direction of movement and fixing the position of the clamp unit, measuring cell and electrodes. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что узел прижима измерительной ячейки выполнен в виде подпружиненного груза, установленного с упором во фланцы корпуса ячейки, причем во фланцах ячейки и грузе выполнены отверстия для направляющих стержней. 2. The device according to claim 1, characterized in that the clamp unit of the measuring cell is made in the form of a spring-loaded load, mounted with emphasis on the flanges of the cell body, and holes for the guide rods are made in the cell flanges and the load. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электрод сравнения помещен в капилляр Луггина, на узкой части которого с возможностью осевого перемещения установлен вспомогательный электрод, выполненный в виде платинового кольца, причем капилляр Луггина закреплен в держателе, имеющем отверстие для установки на направляющем стержне, а на последнем установлен стопорный элемент с возможностью изменения его расположения на направляющем стержне. 3. The device according to claim 1, characterized in that the reference electrode is placed in a Luggin capillary, on the narrow part of which an axial electrode made in the form of a platinum ring is mounted with the possibility of axial movement, wherein the Luggin capillary is fixed in a holder having an opening for mounting on a guide the rod, and on the last mounted locking element with the possibility of changing its location on the guide rod. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что участок корпуса ячейки, прилегающий к поверхности исследуемого образца, выполнен в виде силиконового кольца. 4. The device according to p. 1, characterized in that the cell body portion adjacent to the surface of the test sample is made in the form of a silicone ring. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что основание снабжено отверстием по форме корпуса измерительной ячейки, причем толщина основания меньше высоты корпуса ячейки не менее чем на высоту силиконового кольца. 5. The device according to claim 1, characterized in that the base is provided with an aperture in the shape of the body of the measuring cell, the thickness of the base being less than the height of the cell body not less than the height of the silicone ring.
RU94031614A 1994-08-29 1994-08-29 Device for electrochemical measurements RU2088913C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94031614A RU2088913C1 (en) 1994-08-29 1994-08-29 Device for electrochemical measurements

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94031614A RU2088913C1 (en) 1994-08-29 1994-08-29 Device for electrochemical measurements

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU94031614A RU94031614A (en) 1997-01-10
RU2088913C1 true RU2088913C1 (en) 1997-08-27

Family

ID=20160101

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU94031614A RU2088913C1 (en) 1994-08-29 1994-08-29 Device for electrochemical measurements

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2088913C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018108903A1 (en) 2016-12-14 2018-06-21 Nanomaterials.It S.R.L. Miniaturized electrochemical cell
RU2661548C1 (en) * 2017-08-14 2018-07-17 Закрытое акционерное общество "СМИТ-ГРУПП" Device for measuring electrode potentials on metallic surface
RU198483U1 (en) * 2019-12-23 2020-07-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) Luggin capillary device for membrane-electrode blocks of flow-through electrochemical reactors and current sources

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP, заявка, 3-47458, кл. G 01 N 27/26, 1991. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018108903A1 (en) 2016-12-14 2018-06-21 Nanomaterials.It S.R.L. Miniaturized electrochemical cell
RU2661548C1 (en) * 2017-08-14 2018-07-17 Закрытое акционерное общество "СМИТ-ГРУПП" Device for measuring electrode potentials on metallic surface
RU198483U1 (en) * 2019-12-23 2020-07-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) Luggin capillary device for membrane-electrode blocks of flow-through electrochemical reactors and current sources

Also Published As

Publication number Publication date
RU94031614A (en) 1997-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3505196A (en) Reference electrode
US6026691A (en) Methods and devices for electrochemically determining metal fatigue status
US3337440A (en) Electrochemical cell for the study of corrosion by polarization methods in non-conducting solutions
CN111788478B (en) Corrosion measuring device
RU2088913C1 (en) Device for electrochemical measurements
US3065151A (en) Apparatus for corrosion testing
US3647666A (en) Measuring electrode for measuring of ions in solutions
US7459067B2 (en) Semi-permanent reference electrode
US7144488B2 (en) Electrode, electrochemical cell, and method for analysis of electroplating baths
US20030178321A1 (en) Electrochemical cell, use of the electrochemical cell, and method for electrolytically contacting and electrochemically influencing a surface
US3449232A (en) Stress corrosion cell
RU2348030C1 (en) Device for electrochemical measurements
US3718566A (en) Polarographic electrode assembly
US3631338A (en) Method and apparatus for determining galvanic corrosion by polarization techniques
US3250688A (en) Electrochemical transducer and method of using the same
EP0625265A1 (en) Method and electrode device for electrochemical stripping analysis.
US20170212071A1 (en) Working electrode holder and electrochemical cell
SU1146582A1 (en) Method of determination of insulation coating resistance to peeling in electrolyte
SU1721496A1 (en) Arrangement to test protective properties of polymer coatings
RU2238549C1 (en) Device for electrochemical measurements
US20170350849A1 (en) Apparatus and method for electrochemical quality control of electrically conducting objects
SU1755163A1 (en) Clamp cell for electrochemical analysis
JPH09297118A (en) Corrosion measuring device for metallic material
WO2024069920A1 (en) Test piece and method for preparing same
KR100279080B1 (en) Integrated Composite Microelectrode Array