[发明专利]一种电化学测试系统

说明书

本说明书实施例公开了一种电化学测试系统。本发明提供的测试系统具有一定的普适性，可在固相介质存在的条件下全面获取电极的宏观及局部的电化学性质的信息，应用范围广泛。此外，本发明所提供的系统基于同心圆三电极阵列进行，测试时电力线分布更均匀，电位测试精度高，可避免因电极短路/断路造成电化学工作站的损坏；通过与常规的电化学工作站联用，本发明提供的测试系统便于全面获取和有效关联电极在耦合/非耦合状态下局部腐蚀过程的自腐蚀电位、自腐蚀电流密度、极化性质及电化学阻抗谱等界面电化学信息，以及电偶电位、电偶电流等局部分布信息。

技术领域

本发明设计电化学测试领域，具体地，涉及一种非均相介质体系的电化学测试系统。

背景技术

为明确非均相介质体系中电化学参数的分布特征，研究电池、材料腐蚀、生物电化学等体系中的电化学场分布规律，需要能够准确表征局部电化学信息的测试系统。

常规电化学工作站能够进行的经典电化学测试技术如线性极化电阻、电化学阻抗谱、循环伏安法、极化曲线等只能获取电极表面的整体平均电化学信息，难以对局部区域的电化学信号进行区分。在常规的电化学工作站中，只能获取电化学测试体系的电位、电流和阻抗等某一方面的信息，而且部分为间接信息，例如，扫描振动电极技术SVET和局部电化学阻抗谱LEIS是基于表面阴阳极电化学反应引起电解质电场梯度进行的测试，获取的电流密度和微区阻抗并非基底材料的反应信息。

在更为复杂的气、液、固多相不均匀的测试体系中，由于含有固态成分，。常规电极阵列技术只能获得腐蚀电位和电偶电流分布信息，测试信息不够全面，无法对腐蚀机理作进一步的分析。基于此，需要一种适应范围更广的局部电化学测试系统。

发明内容

本说明书实施例提供一种电化学测试系统，用以解决如下问题：以提供一种适应范围更广的电化学测试系统，能够区分非均相介质体系中电极表面的电化学特性差异，准确表征整体和局部电化学信息。

基于此，本说明书实施例提供一种电化学测试系统，包括：同心圆三电极阵列系统和微电极阵列测试系统；

所述同心圆三电极阵列系统包括:N个同心圆三电极单元，相邻的同心圆三电极单元之间通过绝缘材料隔离；所述同心圆三电极单元包括环状辅助电极、固态参比电极和丝状工作电极，所述环状辅助电极和固态参比电极均成环形，丝状工作电极位于固态参比电极内，丝状工作电极和固态参比电极之间通过绝缘材料隔离；固态参比电极位于环状辅助电极内，固态参比电极和环状辅助电极之间通过绝缘材料隔离；

所述微电极阵列测试系统包括：模块化硬件测试系统和可视化软件测试系统，所述模块化硬件测试系统由机箱、嵌入式控制器、外设模块、仪器模块组成，所述仪器模块包括第一矩阵转换开关、第二矩阵转换开关、第三矩阵转换开关、第一数字万用表、第二数字万用表和微弱电流放大器；

其中，所述第一矩阵转换开关连接所述同心圆三电极阵列中三电极单元的工作电极，所述第二矩阵转换开关连接所述三电极单元的参比电极，第三矩阵转换开关连接所述三电极单元的辅助电极。2、如权利要求1所述的系统，所述第一矩阵转换开关的行通道R0至RM的数量(M+1)≥4，其列通道C0至CN的数量(N+1)≥同心圆三电极阵列的数量N，并且列通道C0至C(N-1)分别连接所述N个同心圆三电极单元中一个工作电极；

所述第二矩阵转换开关的行通道R4至RP的数量≥2，其列通道C0至CN的数量(N+1)≥同心圆三电极阵列的数量N，并且列通道C0至C(N-1)分别连接所述N个同心圆三电极单元中一个参比电极；

所述第三矩阵转换开关的行通道R8至RQ的数量大于等于2，其列通道C0至CN的数量(N+1)≥同心圆三电极阵列的数量N，并且列通道C0至C(N-1)分别连接所述N个同心圆三电极单元中一个辅助电极。