[实用新型]用于板状载荷试样腐蚀研究的扫描电化学显微镜电解池

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于板状载荷试样腐蚀研究的扫描电化学显微镜电解池。属于电化学电解池的技术领域。

背景技术

目前，通常用于腐蚀电化学研究的扫描电化学显微镜（SECM）电解池，其底部带通透圆孔的结构，使用时将研究试样插入该孔，这种电解池适用于开展研究面（即工作面）为柱状材料（如金属或合金棒材）横截面（底面）的情况。上述研究材料（即基体电极）与电解池组合的局限性在于，在实验过程中研究材料必须处于静态，而且无法实现对试样进行力学加载。

中国专利CN102183678A公开一种用于扫描电化学显微镜的多功能电解池，该电解池包括呈凹形、内侧设有螺纹I的上盖和下盖及两端带与所述螺纹I相匹配的螺纹II并且内装电解质溶液的双层圆筒。上盖、下盖、双层圆筒之间通过螺纹I、螺纹II相接；上盖设有圆孔I、圆孔II和圆孔III；圆孔I内设有工作电极；圆孔II中插有玻璃弯管I；圆孔III中插有玻璃弯管II；双层圆筒的侧壁上部设有出水口，其侧壁底部分别设有进水口、侧支管I、侧支管II；侧支管I、侧支管II对称设置，并分别放置参比电极和对电极。该实用新型通过下盖的不同结构，可完成三电极体系、四电极体系以及复杂体系的实验，其操作简便、拆卸方便，提高了研究效率。但是该实用新型专利的不足之处在于：（1）所涉及的电解池附带一个盛放电解质溶液的双层圆筒，结构比较复杂；（2）工作电极通过一个圆孔设置，工作面依然为柱状材料（如金属或合金）的横截面（底面）。因此，对于一些处于受力载荷（如恒载荷或慢拉伸过程）或存在残余应力的金属材料试样而言，上述结构的电解池并不适用，原因在于受力载荷或存在残余应力的金属材料试样多为板状试样。

发明内容

针对现有的技术不足，本实用新型克服常规底部带孔结构的电解池只能用于研究棒状材料底面的弊端，提供一种用于板状载荷试样腐蚀研究的扫描电化学显微镜电解池。

本实用新型的技术方案如下：

一种用于板状载荷试样腐蚀研究的扫描电化学显微镜电解池，包括围成电解槽腔的上部结构和下部结构：在下部结构的中央设置有凹槽，所述的上部结构包括矩形框架，在矩形框架中的前侧壁为透明材质，在矩形框架中的左侧壁和右侧壁上分别设置有连通外界和电解槽内的沟槽；所述上部结构和下部结构之间设置有密封垫，所述密封垫的外形与所述上部结构的横截面的形状相适应；所述的上部结构、密封垫和下部结构通过固定螺栓紧密连接固定。

根据本实用新型优选的，在下部结构的中央设置有的凹槽为矩形凹槽，其外形尺寸如下，长度范围：18-22mm，宽度范围：11-15mm，高度范围：4-5mm。

根据本实用新型优选的，所述下部结构的外形尺寸如下：长度范围：45-55mm，宽度范围：40-45mm，高度范围：10-12mm。

根据本实用新型优选的，所述下部结构为有机玻璃材质。

根据本实用新型优选的，在上部结构的矩形框架，其外形尺寸如下，长度范围：45-55mm，宽度范围：40-45mm，高度范围：20-25mm；其框架所围成矩形的尺寸如下，长度范围：22-28mm，宽度范围：18-22mm；所述沟槽的尺寸如下，宽度范围：6-8mm，深度范围：4-5mm。

根据本实用新型优选的，所述上部结构为有机玻璃材质。

根据本实用新型优选的，在矩形框架中的前侧壁为有机玻璃材质，厚度范围：2-3mm。本实用新型通过该前侧壁形成的视窗，利用长焦距显微镜（CCD）实施对扫描电化学显微镜探头与基体工作电极之间距离调控的辅助监测。

根据本实用新型优选的，所述的密封垫为硅橡胶密封垫。

本实用新型的优点在于：

本实用新型采用上、下两部分叠合的方式构筑电解池，且上部的结构中的沟槽能满足板状试样横向穿过电解槽，使所述板状试样的工作面处于电解质溶液中。为了解决研究受力载荷下板状试样的问题，本实用新型通过大量的实验，获得了精确的电解池结构和尺寸的具体数据：这种板状试样横向穿过电解槽的结构，尤其适用处于受力载荷或存在残余应力的金属材料试样的腐蚀实验。即可以通过恒载荷加载或慢应变速率拉伸对板状试样沿纵向力学加载，实时、原位（In situ）研究协同作用下的金属材料（组成、结构）、腐蚀介质以及力学因素对金属材料腐蚀特征及腐蚀速度的影响，深入辨析腐蚀的微观机理。

附图说明

图1本实用新型所述电解池的上部结构的俯视图；

图2本实用新型所述电解池的下部结构的俯视图；