专利名称：一种可控温的电化学测试用电解池的制作方法
技术领域：
本发明涉及电化学测试配套设备，特别是涉及一种电化学测试用电解池。
背景技术：
现有的电化学测试金属耐腐蚀性能或金属表面膜层的保护性能都要使用到电解池。传统的电解池由以下几个基本组成部分工作电极、电解质、电解池(四口或三口烧瓶)、提供极化电流回路的辅助电极(对电极)、测量电极电位的参比电极。金属在电解液中的电化学腐蚀行为、电池的性能、电化学合成、电化学沉积、各种半导体电极的电化学性质、涂料的性能研究及测试中常用的工作电极是平板电极，这种电极常把导线焊接或粘接在其工作面上，非工作面用电绝缘材料包覆一定厚度和宽度，然后把工作电极打磨到能放入电解池·的尺寸和所要求的表面粗糙度，这种制备工作电极的方法耗时长、浪费原材料、效率低，试样尺寸受电解池烧瓶口径限制，而且人为引入诸多会引起错误测量结果的因素，如导线与电极间易发生虚焊等连接不良现象；包覆体与试样之间会出现气泡和缝隙；电解液进入试样与包覆体间引起缝隙腐蚀；电绝缘材料组分的溶解而污染电解液；电极面积不容易测量准确；焊接会使试样产生热影响区等。一些难以焊接(如铝合金、镁合金等)的金属，表面有涂、镀层的金属不适合用上述封样方法和电解池。另外，普通的电化学测试用电解池的控温一般采用恒温水浴槽直接加热，水浴槽中的电炉丝或其它电路会产生交流涡流，影响电化学测试信号和结果。本发明特别适用于难焊接金属、表面有涂镀层金属、难以线切割金属、贵重金属的电化学测试。
发明内容
本发明目的在于克服上述现有技术中所存在的缺陷，提供一种电化学测试用电解池，这种电解池的工作电极置于容器底部并用橡胶圈密封，无需从工作电极焊接出导线和用电绝缘体包覆，能快速更换工作电极，并在电解液温度可控的同时不带来干扰电信号，工作电极表面不易积存气体。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是
一种可控温的电化学测试用电解池，包括上盖板(I)、套管顶板(2)、电解池容器(3)、循环水套管(4)、进水口(5)、套管底板(6)、固定支板(7)、工作电极(8)、垫片(9)、紧固螺栓(10)、密封圈(11)、容器脚(12)、出水口(13)、钼电极(14)、橡胶塞(15)、盐桥(16)、参比电极(17)。本发明可直接将工作电极安装在套管底板(6)的中心孔位置，无需焊接导线和封样，测试完毕把紧固螺母(10)旋松即可，拆卸更换试样简单方便；容器构件全部采用无色透明有机玻璃制造，制作方便，式样美观，便于观察电化学反应现象，也避免了铁质螺杆和螺帽由于电解质而腐蚀生锈，大大延长了使用寿命；试样尺寸可大于密封圈(11)的外径，减少了三口烧瓶电解池对试样尺寸的限制。采用循环水套管(4)、进水口(5)、出水口(13)及电解池外加热器对电解池(3 )加热，使温度可控且不带来干扰电化学测试的电信号。
图I是本发明工作状态剖视 图2是本发明的底面视图。图3是本发明套管底板(6)中心局部、工作电极(8)、垫片(9)、紧固螺栓(10)、密封圈(11)和密封圈(11)。
具体实施例方式本发明上盖板(I)、套管顶板(2)、电解池(3)、循环水套管(4)、进水口(5)、套管底板(6)、固定支板(7)、紧固螺栓(10)、容器脚(12)、出水口(13)均采用无色透明有机玻璃制造。电解池(3)和循环水套管(4)为两个有机玻璃圆柱形管，套管顶板(2)、电解池容器(3)、循环水套管(4)、进水口(5)、套管底板(6)、固定支板(7)、容器脚(12)、出水口(13)各连接处用有机玻璃胶牢固粘接，要保证套管顶板(2)、电解池(3)、循环水套管(4)、进水口( 5 )、套管底板(6 )、出水口( 13 )各粘接处不渗漏液体。上盖板(I)内侧为“凸”字形，略微凸出即可，凸出部分直径略小于电解池(3)的内径，凸出部分向下盖在电解池容器(3)上，防止盖板侧滑。上盖板(I)上开有两个孔，分别用于插入钼电极(14)和盐桥(16),用橡胶塞(15)把钼电极(14)和盐桥(16)固定在上盖板
(I)上。套管底板(6)中央开一个圆孔，并开一个放置橡胶密封圈的台阶，圆孔直径与密封圈(11)内径一致，台阶高度为密封圈(11)厚度的一半，这样密封圈(11)可以稳定放置，试样与密封圈(11)接触处不易漏液。密封圈(11)内圆面积即为工作电极的试验面积。套管底板(6 )底面边缘开3个半透孔，用于粘接容器脚(12)。由套管顶板(2)、电解池容器(3)、循环水套管(4)、进水口(5)、套管底板(6)、出水口(13)构成一个封闭空间，通入一定温度的恒温水，用于水浴加热电解质、控制电解质温度。固定支板(7 )为U型有机玻璃窄条，中央有紧固螺栓(10 )用于固定工作电极，紧固螺栓(10)与套管底板(6)中央开的圆孔圆心在一条直线上。 利用呈三角形、具有稳定性强的特点，布置三个容器脚(12)以支撑整个实验装置，避免了原电解池单面接触试验台的不稳定性，容器脚(12)为“凸”字形，增加了与套管底板
(6)粘接的牢固性。工作电极(8)测试面朝上，使在电化学极化前、极化过程中产生的气体容易离开试样表面，不会使气泡滞留从而影响实验结果。在工作电极(8)和紧固螺栓(10)之间加入垫片(9)，垫片(9)可以是长条形，也可以是“甲”字形，垫片(9)宽度与密封圈(11)外径相近，便于把工作电极(8)与电化学仪器连接，当工作电极(8)厚度薄强度差时，也起到防止工作电极(8)受力变形的作用。如果试样足够大且强度足够高，可以不用垫片(9)，而直接用紧固螺栓(10)压紧工作电极(8)。盐桥(16)下端有渗滤陶瓷，以防漏液而且隔断电解液与盐桥之间的离子交换。试验时，将处理好的工作电极对准套管底板(6)的中心孔放置，旋转紧固螺栓(10)使之与密封圈(11)紧密接触。在上盖板(I)上分别插入钼电极(14)、盐桥(16)。如果需要 控温，可以在进水口(5)和出水口(13)上接所需温度的循环水，用于对电解质进行水浴加热。向电解池容器(3)中倒入配置好的电解液，盖上上盖板(1)，当达到所需的测试温度时,在盐桥(16)中插入参比电极(17)。将三电极体系参比电极(17)、钼电极(14)和工作电极(8)接入电化学测试系统进行电化学测试。
权利要求
1.一种可控温的电化学测试用电解池，包括上盖板(I)、套管顶板(2)、电解池容器(3)、循环水套管(4)、进水口(5)、套管底板(6)、固定支板(7)、工作电极(8)、垫片(9)、紧固螺栓(10)、密封圈(11)、容器脚(12)、出水口(13)、钼电极(14)、橡胶塞(15)、盐桥(16)、参比电极(17)。
2.如权利要求书I所述的电化学测试用电解池，其特征在于上盖板(I)、套管顶板(2)、电解池容器(3)、循环水套管(4)、进水口(5)、套管底板(6)、固定支板(7)、紧固螺栓(10)、容器脚(12)、出水口(13)均采用无色透明有机玻璃制造。
3.如权利要求书I所述的电化学测试用电解池，其特征在于所述电解池容器(3)和循环水套管(4)为两个有机玻璃圆柱形管，套管顶板(2)、电解池容器(3)、循环水套管(4)、进水口(5)、套管底板(6)、固定支板(7)、容器脚(12)、出水口(13)各连接处均用有机玻璃胶牢固粘接，要保证套管顶板(2)、电解池容器(3)、循环水套管(4)、进水口(5)、套管底板(6)、出水口(13)各粘接处不能渗漏液体。
4.如权利要求书I所述的电化学测试用电解池，其特征在于固定支板(7)为U型有机玻璃窄条。
5.如权利要求书I所述的电化学测试用电解池，其特征在于套管底板(6)中央开一个圆孔，并开一个放置密封圈(11)的台阶，圆孔直径与密封圈(11)内径一致，台阶高度为密封圈(11)厚度的一半；粘接容器脚(12)的位置开半透孔。
6.如权利要求书I所述的电化学测试用电解池，其特征在于工作电极(8)对准套管底板(6)的中心孔，之间以密封圈(11)密封，工作电极(8)的中心、孔的中心、密封圈(11)的中心在一条直线上，工作电极(8)的工作面积为密封圈(11)内圆面积。
7.如权利要求书I所述的电化学测试用电解池，其特征在于垫片(9)为窄金属条，宽度与密封圈(11)外径相近，便于把工作电极(8)连接到电化学仪。
8.如权利要求书I所述的电化学测试用电解池，其特征在于呈三角布置的三个容器脚(12 )支撑整个实验装置，容器脚(12 )为“凸”字形。
9.如权利要求书I所述的电化学测试用电解池，其特征在于上盖板(I)为“凸”字形，略微凸出且直径略小于电解池容器(3)的内径，凸出部分向下盖在电解池容器(3)上，上盖板(I)上开有两个孔。
10.如权利要求书I所述的电化学测试用电解池，其特征在于盐桥(16)下端有渗滤陶瓷，以防漏液以及电解质与盐桥溶液离子交换。
全文摘要
本发明是一种可控温的电化学测试用电解池。包括上盖板(1)、套管顶板(2)、电解池容器(3)、循环水套管(4)、进水口(5)、套管底板(6)、固定支板(7)、工作电极(8)、垫片(9)、紧固螺栓(10)、密封圈(11)、容器脚(12)、出水口(13)、铂电极(14)、橡胶塞(15)、盐桥(16)、参比电极(17)等。本发明只需将试样对准套管底板中心孔，旋紧螺母使试样与密封圈紧密接触而密封，无需经焊接、封样，可直接测试试样的电化学性质，更换试样方便快捷；通过外接循环水对电解质控温，避免直接用电加热产生涡流电流干扰电化学信号；容器全部用耐蚀有机玻璃构件，连接部分用有机玻璃胶粘接，制作方便，寿命长。
文档编号G01N27/28GK102937616SQ201110443409
公开日2013年2月20日 申请日期2011年12月27日 优先权日2011年12月27日
发明者王菊琳, 钱光凝 申请人:北京化工大学