[发明专利]用于评价电化学腐蚀的电解池

说明书

本发明涉及一种用于评价电化学腐蚀的电解池，包括套筒、主管和参比‑辅助电极模块，其中套筒为一端开口一端封闭的桶状，主管为中空管状，能够套入套筒内部并按压设置于套筒内的支撑片上的样品；参比‑辅助电极模块为柱状，能够套入主管内部。参比‑辅助电极模块包括参比电极、支撑部和辅助电极，所述参比电极的下底面与所述辅助电极的下底面处于同一平面；参比‑辅助电极模块套入主管并且主管套入套筒后，样品、主管与所述参比‑辅助电极模块之间形成能够容纳电解液的空腔。本发明使得工作电极与辅助电极间的电场和工作电极与参比电极之间的电场重合，排除了参比电极对工作电极与辅助电极间电场的干扰。

技术领域

本发明涉及一种用于评价电化学腐蚀的电解池，属于电化学测量分析领域。

背景技术

在电化学的测试中，如采用动电位极化或电化学阻抗谱评价金属在溶液中的腐蚀行为时，通常采用三电极电解池。

三电极体系由工作电极、辅助电极以及参比电极构成。该体系广泛运用于各种电化学实验中。任何电化学实验都应先准确测定电流和电压值，才能准确描述电流-电压的关系。在三电极体系中，电压是指工作电极电势和参比电极电势之间的差值，由参比电极和工作电极测定；电流由工作电极和辅助电极测定。在实验中，三个电极都处于电解质溶液中，通常认为应将参比电极的探头尽量靠近工作电极放置，以减小两电极间的溶液电阻；同时，参比电极不应阻碍工作电极上参与电极反应的反应物和产物的物质传送，也不应阻碍电解质溶液中电流的传输，电解质溶液导通电流是由荷电溶剂化离子在电场作用下的定向移动实现的。然而，在实际操作中，由于各个电极的几何形状限制，参比电极的放置很难完美兼顾上述要求。此外，对于辅助电极的位置，尚未有明确的要求。国内许多研究机构设计了用于研究电化学腐蚀的电解池，但在这些装置中，三个电极之间的位置关系以及电极形状-位置关系问题并未得到解决。

发明内容

本发明的目的在于设计一种电解池，以解决以上问题，优化电极间的位置关系，并且这种优化能与各电极的形状相互适应。这里所说的电极形状指的是各电极浸入电解质溶液的部分。

本发明提供了一种用于评价电化学腐蚀的电解池，包括套筒、主管和参比-辅助电极模块。

其中，套筒为一端开口一端封闭的桶状，套筒内的底部设有用于安置样品的导电支撑片，支撑片底部连接导线，导线穿过套筒的底部延伸至套筒外；主管为中空管状，主管能够套入套筒内部并按压样品；参比-辅助电极模块为柱状，能够套入主管内部，参比-辅助电极模块包括参比电极、辅助电极和支撑部。

其中，辅助电极为环状，位于支撑部的底部，支撑部的中心沿轴向设有通孔，参比电极设置于通孔中，且参比电极的下底面与辅助电极的下底面处于同一平面；参比-辅助电极模块套入主管并且主管套入套筒后，样品、主管与参比-辅助电极模块之间形成能够容纳电解液的空腔。

与现有技术相比，该电解池的结构优化了三电极体系中的电极在空间中的位置，将辅助电极(电流传感器)与参比电极(电压传感器)置于一个平面，使得工作电极与辅助电极间的电场和工作电极与参比电极之间的电场重合且均匀分布，提高了测量的准确性。

进一步地，套筒内的底部固定有弹簧，弹簧设置于支撑片和导线之间并连接支撑片和导线，以与主管配合，提供压紧力，压紧样品(即工作电极)。

进一步地，套筒内壁设有第一螺纹，主管外壁设有与第一螺纹配合的第二螺纹；主管内壁设有第三螺纹，参比-辅助电极模块外壁设有与第三螺纹配合的第四螺纹。这样，套筒与主管，主管与参比-辅助电极模块均可以通过螺纹连接嵌套。

进一步地，主管底部设有凹槽，用于放置密封环，以防止电解液泄漏。

进一步地，主管和/或参比-辅助电极模块上设置有凸台。一方面方便旋拧，另一方面可以起到限位作用。