CN206177869U - 一种金属板材电化学测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种金属板材电化学测试装置，属于电化学测试的技术领域，包括辅助电极、参比电极、反应罐和待测试样，还包括固定基座，反应罐包括反应槽和电解质溶液，反应槽首尾相连，围设成盛装电解质溶液的收纳容腔，辅助电极和参比电极部分浸入电解质溶液的固定，固定基座可拆卸的固定在反应罐的底端，待测试样可替换的夹设在反应罐和固定基座之间，与电解质溶液保持接触的固定，通过与反应罐可拆卸的固定基座，可便捷的替换不同材质的金属，实现不同金属材质的电化学性能的测试，且对于待测试样的表面无损害，确保了金属板材电化学测试结果的准确性，通过替换不同材质的试样即可完成不同金属的电化学性能测试。

Description

一种金属板材电化学测试装置

技术领域

本实用新型涉及一种电化学性能测试装置，属于电化学测试的技术领域，具体地，涉及一种用于金属板材的电化学性能测试的三电极体系的电化学性能测试装置。

背景技术

三电极体系由工作电极、参比电极和辅助电极(对电极)组成。三电极体系含两个回路，一个回路由工作电极和参比电极组成，用来测试工作电极的电化学反应过程，参比电极只有很微小的电流通过，测试回路可以近似为断路；另一个回路由工作电极和辅助电极组成，起到传输电子形成回路的作用，满足电化学反应平衡。也就是说，工作电极的电位是相对于参比电极，而工作电极与辅助电极是组成一个电路的闭合回路。研究的是工作电极，只有精确地测定工作电极的电位，才能够考察电极的电化学反应、吸附等界面反应的规律。工作电极和辅助电极之间主要是在于构建电化学反应平衡，另外要保证辅助电极不能影响到工作电极。

然而，传统的三电极电化学测试***存在着众多弊端：对每个工作电极需要分别焊接导线，这样不但耗材而且焊接时的高温会对试样(特别是表面具有膜层结构的)产生较大的影响；焊接导线后需要用环氧树脂或硅胶封样，只露出一个固定面积的面，这样不但需要长时间的等待固化干燥时间，而且容易产生气泡或微孔，工作面积也不易精确控制，这都会对测量结果产生很大影响。另外，很多情况下测试完的样品需要在扫描电子显微镜下观察形貌，用环氧树脂或硅胶封过的试样在真空室中占据很大的空间且导电性差，降低了空间利用率、增加了处理难度。

中国专利号201320526575.8，名称为“一种三电极体系电化学测试装置”公开了如下方案：三电极体系电化学测试装置设有工作电极单元、辅助电极单元和参比电极单元，工作电极单元包括工作电极、集流体铜棒和密封的聚四氟乙烯保护管，辅助电极单元包括辅助电极、铂丝和密封的辅助玻璃管，参比电极单元设有具有鲁金毛细管的参比玻璃管，参比玻璃管装设于反应罐并且鲁金毛细管浸没于电解质溶液。能够满足较小工作电极扩散层电位的测量，但此装置仍未解决需要焊接导线的弊端，且此装置工作电极暴露的面积很难精确控制，从而给实验结果带来不必要的偏差。

有鉴于此，亟需一种可以快速简便地进行电化学测试，避免了焊接的温度影响，减少封样的时间，能够精确控制工作面积的金属板材电化学测试装置。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的是提供一种金属板材电化学测试装置，用于金属板材的电化学性能测试。

根据本实用新型的第一方面，本实用新型提供一种金属板材电化学测试装置，包括辅助电极、参比电极、反应罐和待测试样，还包括固定基座，所述反应罐包括反应槽和电解质溶液，所述反应槽首尾相连，围设成盛装电解质溶液的收纳容腔，辅助电极和参比电极部分浸入电解质溶液中，固定基座可拆卸的固定在反应罐的底端，待测试样可替换的夹持在反应罐和固定基座之间，与电解质溶液保持接触的固定，由于待测试样是由不同的材质的金属，加工成相同规格尺寸大小，通过与反应罐可拆卸的固定基座，可便捷的替换不同材质的金属，实现不同金属材质的电化学性能的测试，通过替换不同材质的试样即可完成不同金属的电化学性能测试，整个测试过程操作简便快捷，待测试样拆装方便灵活，且对于待测试样的表面无损害，确保了金属板材电化学测试结果的准确性，通过替换不同材质的试样即可完成不同金属的电化学性能测试。

优选地，所述反应槽铅垂的设置，其周侧面首尾相连，与设置在反应槽底部的固定基座共同围设成顶部开口，用来盛装电解质溶液的收纳容腔。

优选地，所述辅助电极和参比电极从反应槽的顶端伸入收纳容腔内部的电解质溶液内，待测试样夹设在反应罐和固定基座之间，位于反应槽的底端，且与电解质溶液保持接触，以此，与辅助电极和参比电极形成三电极体系电化学测试装置的电路回路。

优选地，为了便于控制待测试样与电解质溶液接触的反应面积，还包括夹持在反应罐和待测试样之间，开设有通孔的底板。

优选地，所述通孔的外径小于反应罐的外径，以此，便于盛装在反应罐内的电解质溶液能够充分的与待测试样的表面接触。

优选地，为了便于电解质溶液内部的离子在辅助电极、参比电极和试样间的传导，减少极化电阻，所述通孔为锥度圆形孔，且顶端的外径大于底端的外径。

优选地，为了避免因为电解质溶液的泄露而导致测试结果的偏差，还包括夹设在底板与待测试样之间的密封件。

优选地，所述底板上开设有凹槽，密封件内嵌在凹槽，并与之过盈的配合固定；进一步地，密封件环设在锥度圆形孔的外周，且与锥度圆形孔共轴线的设置。

优选地，为了避免额外的电压或电流对金属板材电化学测试装置测试结果的影响，还包括夹设在待测试样与固定基座之间的导电铝箔。

本实用新型提供的金属板材电化学测试装置，由于待测试样是由不同的材质的金属，加工成相同规格尺寸大小，通过与反应罐可拆卸的固定基座，可便捷的替换不同材质的金属，实现不同金属材质的电化学性能的测试，通过替换不同材质的试样即可完成不同金属的电化学性能测试，整个测试过程操作简便快捷，待测试样拆装方便灵活，且对于待测试样的表面无损害，确保了金属板材电化学测试结果的准确性，通过替换不同材质的试样即可完成不同金属的电化学性能测试。

附图说明

图1是本实用新型优选实施例的金属板材电化学测试装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90°或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

本实用新型优选实施例中提供了一种用于金属板材的电化学性能测试的三电极体系电化学性能测试装置，包括辅助电极10、参比电极20、反应罐30、固定基座40和待测试样70，其中，反应罐30包括反应槽31和电解质溶液33，该反应槽31首尾相连，围设成盛装电解质溶液33的收纳容腔，辅助电极10和参比电极20部分浸入电解质溶液33的固定，固定基座40可拆卸的固定在反应罐30的底端，待测试样70可替换的夹设在反应罐30和固定基座40之间，与电解质溶液33保持接触的固定。由于待测试样是由不同的材质的金属，加工成相同规格尺寸大小，通过与反应罐可拆卸的固定基座，可便捷的替换不同材质的金属，实现不同金属材质的电化学性能的测试，通过替换不同材质的试样即可完成不同金属的电化学性能测试，整个测试过程操作简便快捷，待测试样拆装方便灵活，且对于待测试样的表面无损害，确保了金属板材电化学测试结果的准确性，通过替换不同材质的试样即可完成不同金属的电化学性能测试。

一种较佳的实施方式中，优选额，如图1所示，反应槽31铅垂的设置，其周侧面首尾相连，与设置在反应槽31底部的固定基座40共同围设成顶部开口，用来盛装电解质溶液33的收纳容腔，辅助电极10和参比电极20从反应槽31的顶端伸入收纳容腔内部的电解质溶液33内，待测试样70夹设在反应罐30和固定基座40之间，位于反应槽31的底端，且与电解质溶液33保持接触，以此，通过将待测试样70与电解质溶液33接触，以此，与辅助电极10和参比电极20形成三电极体系电化学测试装置的电路回路。

进一步地，在结构上优选地，为了便于控制待测试样70与电解质溶液33接触的反应面积，还包括夹设在反应罐30和待测试样70之间，开设有通孔的底板32，以此，便于盛装在反应罐30内的电解质溶液33能够充分的与待测试样70的表面接触。进一步地，开设在底板32上的通孔的外径小于反应罐30的外径，以便于精准的控制待测试样70参与反应的接触面积；更进一步地，为了便于电解质溶液内部的离子在辅助电极、参比电极和试样间的传导，减少极化电阻，开设在底板32上的通孔为锥度圆形孔，且顶端的外径大于底端的外径。

在上述实施例的基础上，一种具体的实施例中，为了避免因为电解质溶液33的泄露而导致测试结果的偏差，还包括夹设在底板32与待测试样70之间的密封件60，优选地，为了便于密封件60的固定，在底板32上开设有凹槽，密封件60内嵌在凹槽，并与之过盈的配合固定。进一步地，密封件60环设在锥度圆形孔的外周，且与锥度圆形孔共轴线的设置。

综上所述，上述反应罐底部设置有开设有锥度圆形通孔的底板，在精准控制电解质溶液与待测试样反应的工作面积的同时，更有利于电解质溶液内部的离子在辅助电极、参比电极和试样间的传导，减少极化电阻，由于采用锥度圆形通孔的结构，可以很好解决电化学测试过程中，工作面积不易精确控制，导致测试误差较大的难题。

值得一提的是，为了避免额外的电压或电流对金属板材电化学测试装置测试结果的影响，还包括夹设在待测试样70与固定基座40之间的导电铝箔50，较佳地，导电铝箔50为单侧导电铝箔，紧贴待测试样70的一侧为导电侧。通过导电铅箔50将经过电化学反应后的待测试样70上的离子引导测试装置，通过其它的辅助测试装置定型的检测出电化学后离子形成的电流的大小，方便判读出不同金属的电化学性能。

本实用新型提供的金属板材电化学测试装置的电路回路及功能介绍：

运用本实用新型提供的金属板材电化学测试装置测试时，先将与反应罐可拆卸固定的固定基座打开，再将打磨抛光好的待测试样夹设固定在固定基座和反应罐之间，并在待测试样与固定基座之间放置导电铝箔，以便将待测试样与工作电极连接起来，把待测试样固定在底板与反应罐交接处，同时由于底板的底部具有固定好的密封圈，将固定基座与底板密封固定，换言之，也就将待测试样与反应罐密封起来。把电解质溶液加入到反应罐中，把辅助电极和参比电极浸入电解质溶剂中，辅助电极端部铂片和参比电极端部都浸没在反应液体当中，并固定在待测试样正上方，即可完成本实用新型金属板材电化学测试装置的安装与固定。

金属板材电化学测试装置包含两个回路，一个回路由导电铅箔和参比电极组成，用来测试待测试样的电化学反应过程，参比电极只有微小的电流通过，测试回路近似为断路；另一个回路由导电铅箔和辅助电极组成，起到传输电子形成回路的作用，满足电化学反应平衡。与待测试样连通的导电铅箔的电位是相对于参比电极，而与待测试样连通的导电铅箔与辅助电极单元是组成一个电路的闭合回路，主要是构建电化学反应平衡，运用本实用新型的工作电极、辅助电极和参比电极进行配合，确保辅助电极不能影响到待测试样构成的电极。

本实用新型专利虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型专利，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型专利的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本实用新型专利技术方案的内容，依据本实用新型专利的技术实质对以上实施例所作的任何简单的修改、等同变化及修饰，均属于本实用新型专利技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种金属板材电化学测试装置，包括辅助电极(10)、参比电极(20)、反应罐(30)和待测试样(70)，其特征在于：还包括固定基座(40)，所述反应罐(30)包括反应槽(31)和电解质溶液(33)，所述反应槽(31)首尾相连，围设成盛装电解质溶液(33)的收纳容腔，辅助电极(10)和参比电极(20)部分浸入电解质溶液(33)的固定，固定基座(40)可拆卸的固定在反应罐(30)的底端，待测试样(70)可替换的夹设在反应罐(30)和固定基座(40)之间，与电解质溶液(33)保持接触的固定。

2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述反应槽(31)铅垂的设置，其周侧面首尾相连，与设置在反应槽(31)底部的固定基座(40)共同围设成顶部开口，用来盛装电解质溶液(33)的收纳容腔。

3.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述辅助电极(10)和参比电极(20)从反应槽(31)的顶端伸入收纳容腔内部的电解质溶液(33)内，待测试样(70)夹设在反应罐(30)和固定基座(40)之间，位于反应槽(31)的底端，且与电解质溶液(33)保持接触。

4.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，还包括夹设在反应罐(30)和待测试样(70)之间，开设有通孔的底板(32)。

5.根据权利要求4所述的测试装置，其特征在于，所述通孔的外径小于反应罐(30)的外径。

6.根据权利要求4或5所述的测试装置，其特征在于，所述通孔为锥度圆形孔，且顶端的外径大于底端的外径。

7.根据权利要求4所述的测试装置，其特征在于，还包括夹设在底板(32)与待测试样(70)之间的密封件(60)。

8.根据权利要求4所述的测试装置，其特征在于，所述底板(32)上开设有凹槽，密封件(60)内嵌在凹槽，并与之过盈的配合固定。

9.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，还包括夹设在待测试样(70)与固定基座(40)之间的导电铝箔(50)。