[實(shí)用新型]溫度驟變電化學(xué)緩蝕性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720308330.6
• 申請(qǐng)日: 2017-03-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN206648931U
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭雷;黃偉;石維;楊應(yīng)昌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 銅仁學(xué)院
• 主分類號(hào): G01N17/02
• 分類號(hào): G01N17/02
• 代理公司: 北京超凡志成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11371
• 代理人: 趙志遠(yuǎn)

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及電化學(xué)緩蝕技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種溫度驟變電化學(xué)緩蝕性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

腐蝕是指金屬材料在環(huán)境介質(zhì)的作用下，逐漸產(chǎn)生的損壞或變質(zhì)現(xiàn)象，是一個(gè)表面電化學(xué)過(guò)程。通常認(rèn)為：金屬在含水介質(zhì)中腐蝕時(shí)，金屬表面同時(shí)進(jìn)行著陽(yáng)極反應(yīng)和陰極反應(yīng)，這是兩個(gè)方向相反而速度相等的電極反應(yīng)。陰極反應(yīng)是腐蝕介質(zhì)中某一物質(zhì)(通常是H⁺或溶解在水介質(zhì)中的O²)在金屬表面被還原的反應(yīng)。陽(yáng)極反應(yīng)就是金屬被氧化為金屬離子或化合物的反應(yīng)。腐蝕過(guò)程的陽(yáng)極反應(yīng)和陰極反應(yīng)兩者合起來(lái)，就是一個(gè)金屬被氧化而腐蝕介質(zhì)中某一物質(zhì)被還原的氧化-還原反應(yīng)。熱力學(xué)研究揭示出絕大多數(shù)金屬都具有與周圍環(huán)境發(fā)生作用而轉(zhuǎn)入氧化離子狀態(tài)的傾向，即金屬腐蝕是一種自發(fā)的趨勢(shì)，不可避免。

腐蝕給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)的巨大經(jīng)濟(jì)損失，已經(jīng)引起人們的重視，腐蝕防護(hù)已成為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)研究的重要領(lǐng)域之一。金屬腐蝕速率和腐蝕機(jī)理是研究腐蝕防護(hù)的主要內(nèi)容，因此，腐蝕分析技術(shù)就顯得尤為重要。腐蝕產(chǎn)物分析法中最為經(jīng)典和直接的方法是失重法。該法通過(guò)測(cè)量金屬試佯浸入腐蝕介質(zhì)一定時(shí)間后的質(zhì)量變化來(lái)確定其腐蝕速率。根據(jù)緩蝕劑加入前后，腐蝕體系析氫或吸氧量的改變以及溫度變化，可以從失重法中派生出量氣法和量熱法。失重法對(duì)均勻腐蝕有效，對(duì)有嚴(yán)重局部腐蝕的試樣則不能反映真實(shí)腐蝕狀況，需要運(yùn)用電化學(xué)研究方法來(lái)解釋其現(xiàn)象。

電化學(xué)是研究電和化學(xué)反應(yīng)相互關(guān)系的科學(xué)。電和化學(xué)反應(yīng)相互作用可通過(guò)電池來(lái)完成，也可利用高壓靜電放電來(lái)實(shí)現(xiàn)(如氧通過(guò)無(wú)聲放電管轉(zhuǎn)變?yōu)槌粞?，二者統(tǒng)稱電化學(xué)，后者為電化學(xué)的一個(gè)分支，稱放電化學(xué)。由于放電化學(xué)有了專門的名稱，因而，電化學(xué)往往專門指“電池的科學(xué)”。

電化學(xué)是研究?jī)深悓?dǎo)體形成的帶電界面現(xiàn)象及其上所發(fā)生的變化的科學(xué)。如今已形成了合成電化學(xué)、量子電化學(xué)、半導(dǎo)體電化學(xué)、有機(jī)導(dǎo)體電化學(xué)、光譜電化學(xué)、生物電化學(xué)等多個(gè)分支。電化學(xué)在化工、冶金、機(jī)械、電子、航空、航天、輕工、儀表、醫(yī)學(xué)、材料、能源、金屬腐蝕與防護(hù)、環(huán)境科學(xué)等科技領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。當(dāng)前世界上十分關(guān)注的研究課題, 如能源、材料、環(huán)境保護(hù)、生命科學(xué)等等都與電化學(xué)以各種各樣的方式關(guān)聯(lián)在一起。

所有電化學(xué)體系至少含有浸在電解質(zhì)溶液中或緊密附于電解質(zhì)上的兩個(gè)電極，而且在許多情況下有必要采用隔膜將兩電極分隔開(kāi)。

電極(electrode)是與電解質(zhì)溶液或電解質(zhì)接觸的電子導(dǎo)體或半導(dǎo)體，為多相體系。電化學(xué)體系借助于電極實(shí)現(xiàn)電能的輸入或輸出，電極是實(shí)施電極反應(yīng)的場(chǎng)所。一般電化學(xué)體系分為二電極體系和三電極體系，用的較多的是三電極體系。相應(yīng)的三個(gè)電極為工作電極、參比電極和輔助電極。

工作電極:又稱研究電極，是指所研究的反應(yīng)在該電極上發(fā)生。一般來(lái)講，對(duì)工作電極的基本要求是:工作電極可以是固體，也可以是液體，各式各樣的能導(dǎo)電的固體材料均能用作電極。(1)所研究的電化學(xué)反應(yīng)不會(huì)因電極自身所發(fā)生的反應(yīng)而受到影響，并且能夠在較大的電位區(qū)域中進(jìn)行測(cè)定； (2)電極必須不與溶劑或電解液組分發(fā)生反應(yīng)；(3)電極面積不宜太大，電極表面最好應(yīng)是均一平滑的，且能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的方法進(jìn)行表面凈化等等。

工作電極的選擇：通常根據(jù)研究的性質(zhì)來(lái)預(yù)先確定電極材料為鉑、金、銀、鉛、碳鋼、黃銅、鎂合金和導(dǎo)電玻璃等。采用固體電極時(shí)，為了保證實(shí)驗(yàn)的重現(xiàn)性，必須注意建立合適的電極預(yù)處理步驟，以保證氧化還原、表面形貌和不存在吸附雜質(zhì)的可重現(xiàn)狀態(tài)。在液體電極中，汞和汞齊是最常用的工作電極，它們都是液體，都有可重現(xiàn)的均相表面，制備和保持清潔都較容易，同時(shí)電極上高的氫析出超電勢(shì)提高了在負(fù)電位下的工作窗口記被廣泛用于電化學(xué)分析中。

輔助電極:又稱對(duì)電極，輔助電極和工作電極組成回路，使工作電極上電流暢通，以保證所研究的反應(yīng)在工作電極上發(fā)生，但必須無(wú)任何方式限制電池觀測(cè)的響應(yīng)。由于工作電極發(fā)生氧化或還原反應(yīng)時(shí)，輔助電極上可以安排為氣體的析出反應(yīng)或工作電極反應(yīng)的逆反應(yīng)，以使電解液組分不變，即輔助電極的性能一般不顯著影響研究電極上的反應(yīng)。但減少輔助電極上的反應(yīng)對(duì)工作電極干擾的最好辦法可能是用燒結(jié)玻璃、多孔陶瓷或離子交換膜等來(lái)隔離兩電極區(qū)的溶液。

為了避免輔助電極對(duì)測(cè)量到的數(shù)據(jù)產(chǎn)生任何特征性影響，對(duì)輔助電極的結(jié)構(gòu)還是有一定的要求。如與工作電極相比，輔助電極應(yīng)具有大的表面積使得外部所加的極化主要作用于工作電極上。輔助電極本身電阻要小，并且不容易極化，同時(shí)對(duì)其形狀和位置也有要求。