[發(fā)明專利]滿足掛片實驗和三電極電化學(xué)實驗的模擬腐蝕裝置及方法

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• 申請日: 2022-05-16
• 公開（公告）號: CN114739896A
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋超;李弘毅;王曙光
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: G01N17/02
• 分類號: G01N17/02
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 祖之強

本發(fā)明提供了一種滿足掛片實驗和三電極電化學(xué)實驗的模擬腐蝕裝置及方法，第二連接件上開有至少一個用于懸掛試驗片的卡槽，蓋體上開有多個螺紋孔，多個空心螺母分別通過對應(yīng)的螺紋孔探入到瓶體內(nèi)部空間，工作電極、參比電極和對電極分別固定在對應(yīng)的空心螺母的內(nèi)部空間中；供氣裝置與氣體流量計通過管路連通，氣體流量計通過管路穿過某個空心螺母后與曝氣頭連通，瓶體上的第一開口通過管路與蠕動泵連通，蠕動泵通過管路與循環(huán)池連通，循環(huán)池通過管路與瓶體上的第二開口連通；瓶體內(nèi)設(shè)有磁力轉(zhuǎn)子，瓶體底部設(shè)有加熱裝置。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及腐蝕模擬裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種滿足掛片實驗和三電極電化學(xué)實驗的模擬腐蝕裝置及方法。

背景技術(shù)

本部分的陳述僅僅是提供了與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)，并不必然構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

管道通常是工廠中的不可或缺的部分，主要起到冷卻或者運輸?shù)淖饔?。但隨著使用年限的增長會有腐蝕泄露的安全隱患存在。微生物腐蝕是指由于微生物自身生命活動或其代謝產(chǎn)物所導(dǎo)致的金屬材料的腐蝕過程。微生物吸附在鋼鐵材料表面，會逐漸形成生物膜，生物膜內(nèi)部的細(xì)菌由于得不到外界的營養(yǎng)，只能利用管道材質(zhì)中的電子來提供能量，但這也加劇了管道腐蝕的進(jìn)程造成工程環(huán)境微生物點蝕現(xiàn)象，破壞工程設(shè)施，給國民經(jīng)濟(jì)造成巨大損失的同時嚴(yán)重威脅著人們的生命安全。

目前腐蝕研究中主要進(jìn)行掛片實驗與電化學(xué)實驗，腐蝕一段時間后可以對懸掛試片進(jìn)行失重測試或者SEM、CLSM等表征，收集腐蝕重量或者腐蝕形貌的相關(guān)數(shù)據(jù)。電化學(xué)實驗主要通過在體系上連接三電極系統(tǒng)對腐蝕的實時速率和具體過程進(jìn)行測試，其中以電化學(xué)阻抗譜技術(shù)為主要研究對象(EIS)，電化學(xué)阻抗譜技術(shù)是指以小振幅的正弦波電勢(或電流)為擾動信號輸入，作用于待研究的電化學(xué)體系，使其產(chǎn)生近似線性相關(guān)的響應(yīng)，以獲得電化學(xué)體系寬頻域的阻抗譜，從中得到待研究體系的電化學(xué)相關(guān)信息。EIS是當(dāng)前研究金屬腐蝕機理和評價涂層防腐性能的有效手段之一。但細(xì)菌腐蝕條件不統(tǒng)一，厭氧細(xì)菌腐蝕需要嚴(yán)格的密封環(huán)境，普通三電極體系又多為敞口瓶，難以滿足細(xì)菌培養(yǎng)要求，另外內(nèi)部培養(yǎng)基的溫度，流速難以控制無法模擬真實循環(huán)水環(huán)境；另外普通掛片腐蝕瓶多為燒杯或者錐形瓶改裝通過鐵絲懸掛鐵片，這種裝置存在掛片不穩(wěn)容易脫落，不能保證掛片的垂直性會造成無機鹽離子沉積和菌體的沉降對實驗數(shù)據(jù)造成影響；最后，大多模擬腐蝕裝置無法同時實現(xiàn)三電極體系和掛片實驗要求，使得電化學(xué)實驗和模擬實驗需要兩套裝置，這大大造成了實驗資金的浪費和科研效率的降低。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種滿足掛片實驗和三電極電化學(xué)實驗的模擬腐蝕裝置及方法，可滿足大多細(xì)菌培養(yǎng)和無菌培養(yǎng)，可實現(xiàn)多種工作模式，適用于多種條件下的腐蝕模擬；可實現(xiàn)接近于真實環(huán)境下的腐蝕實驗，有利于緩蝕藥劑研發(fā)，細(xì)菌腐蝕或者無菌腐蝕機理研究。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明第一方面提供了一種滿足掛片實驗和三電極電化學(xué)實驗的模擬腐蝕裝置。

一種滿足掛片實驗和三電極電化學(xué)實驗的模擬腐蝕裝置，包括：

供氣裝置、氣體流量計、曝氣頭、磁力轉(zhuǎn)子、加熱裝置、蠕動泵、循環(huán)池、瓶體、與瓶體配合的蓋體、固定在蓋體內(nèi)側(cè)的多個第一連接件以及可拆卸的固定在第一連接件上的第二連接件；

第二連接件上開有至少一個用于懸掛試驗片的卡槽，蓋體上開有多個螺紋孔，多個空心螺母分別通過對應(yīng)的螺紋孔探入到瓶體內(nèi)部空間，工作電極、參比電極和對電極分別固定在對應(yīng)的空心螺母的內(nèi)部空間中；

供氣裝置與氣體流量計通過管路連通，氣體流量計通過管路穿過某個空心螺母后與曝氣頭連通，瓶體上的第一開口通過管路與蠕動泵連通，蠕動泵通過管路與循環(huán)池連通，循環(huán)池通過管路與瓶體上的第二開口連通；

瓶體內(nèi)設(shè)有磁力轉(zhuǎn)子，瓶體底部設(shè)有加熱裝置。

作為可選的一種實現(xiàn)方式，第一開口和第二開口均為葫蘆嘴形狀的開口，且第一開口的中心位置高于第二開口的中心位置。