[实用新型]阳极氧化实验仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种在钛、铝、镍等各种金属及其合金表面制备氧化物管状阵列的阳极氧化装置，特别是涉及一种阳极氧化实验仪。 

背景技术

随着纳米科学与技术的迅猛发展，纳米材料的制备技术逐渐从科研工作者的实验室走入普通大学生的实验课堂。特别是近年来纳米阵列材料的制备以及其在太阳能电池等方面的应用使得阳极氧化实验普及程度越来越高，很多高校开设了阳极氧化法制备纳米氧化铝、氧化钛阵列薄膜并应用于染料敏化太阳能电池制备的实验课程。阳极氧化实验的原理是以金属片为阳极置于电解质溶液中，利用电解作用，使其表面形成氧化物薄膜。当电流通过时，在阴极上放出H₂，在阳极上析出分子态氧(O₂)，原子氧(O)，以及离子氧(O^-₂)，作为阳极的金属片被其上析出的氧所氧化，形成无水的金属氧化物膜。实用新型200820213222.1中描述了给钛和钛合金等基材表面着色的阳极氧化装置，该装置没有时间控制装置，电极之间距离不可调。实用新型94238597.7提供了一种由脉冲式阳极氧化电源和点触式阳极氧化槽构成的阳极氧化装置，用于碲镉汞红外探测器表面钝化膜的制备，未考虑电压的改变、电极的改变等因素，且仅适用于碲镉汞的表面钝化，适用范围较窄。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种阳极氧化实验仪，该实验仪既可用于科研实验，也可用于大学生的创新性实验教学，可对钛、铝、镍等各种金属及其合金的表面进行阳极氧化处理。 

本实用新型是这样实现的，它由阳极氧化控制仪和反应仪组成，两部分由导线连接起来。其控制仪是由变压器I、变压器II、稳压整流电路、磁力搅拌控制电路、定时器电路组成并安装在机箱内，机箱的前面板上装有相应的显示器、指示灯、按键、旋钮及开关，后面板上装有相应的电源输入、输出插孔和接线柱。其反应仪是由带槽盖板、反应器壳体、循环水泵和磁力搅拌器组成，壳体分为里外两层，外层为循环水层，里层为反应层，在反应层内有阴极电极、阳极电极及搅拌磁子，循环水泵和磁力搅拌器装在壳体下面。 

阳极氧化控制仪中的稳压整流电路接在变压器I上，由稳压整流电路分出120V和9V电压，120V为阳极氧化实验工作电源并与电压调节旋钮连接，可进行0-120V的电压调节，9V的电压为水泵工作电压；磁力搅拌控制电路接变压器II并与速度调节旋钮相连，给磁力搅拌提供电源，速度调节旋钮可控制磁力搅拌的速度。定时器可以实现反应时间的设定和显示，16个工作时间段自动控制实验的启动和停止，可用于多次氧化实验。阳极氧化反应仪放在控制仪旁边，底部的磁力搅拌器用来对反应溶液进行磁力搅拌，保证反应溶液均匀，水泵与循环水源相连，为实验提供恒温环境。反应仪壳体为嵌套塑料圆筒，共两层，外层为循环水层，里层为反应层。循环水层保证反应的恒温环境，下方有循环水进水管连接水泵，上方有出水管连接至循环水源。里层放置电解液进行阳极氧化反应，反应仪的带槽盖板是透明有机玻璃盖，其上开的槽是一字槽，或十字槽，或多槽，方便观察反应现象。

本实用新型阳极氧化实验仪的阴极电极是顶端为一带有狭缝夹头的塑料电极棒、连接石墨片及导线；阳极电极是顶端为一带有狭缝夹头的塑料电极棒、连接导线和阳极金属薄片。拧紧夹头的螺帽即可夹住薄片状阳极金属片和阴极石墨、铂片等使其与接头处的钝金属相连。阴极置于盖板的十字槽中心，四个阳极置于十字形槽内，可同时放四个金属片进行实验，电极棒在槽内自由移动，根据槽边的刻度来调整阴阳极的距离，调整好后用电极棒与十字形槽接触处的横向定位螺丝固定。塑料电极棒上有上下距离读数，调节电极浸入溶液的深度后用纵向固定螺丝钉固定。连接电极的导线与阳极氧化控制仪背面的接线柱相连。 

该实验仪的反应电压和反应时间可自由设定，实时数值可从控制仪的面板读出。循环水泵有控制开关，磁力搅拌有速度调节旋钮、通断开关和显示灯。水泵控制电路控制循环水的流动，或在反应器外层加入冰块实现零温反应。接通电源后，控制仪部分主面板电源显示灯亮，设定好时间、电压、搅拌速度，调整好电极棒之间的距离及浸入反应溶液的深度，打开水泵后，反应开始。 

本实用新型的有益效果是：可以给科研工作者提供功能强大的阳极氧化实验设备，还可给普通高校本科生提供创新性实验平台，让学生用实验的方法研究探索认知阳极氧化的有关规律与特性，并将实验结果应用于染料敏化太阳能电池或模板法制备其他金属或氧化物纳米线，拓展学生的综合素质，锻炼思考和动手能力，完善理论与实验相结合教学，可解决目前市场上无此类产品而科研单位和高等学校实验教学又需要此类产品的状况。