專利名稱：電化學(xué)腐蝕實驗用電極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及腐蝕電化學(xué)實驗設(shè)備的改進，具體講是一種電化學(xué)腐蝕實驗用電極，其屬于金屬腐蝕與防護領(lǐng)域中的微生物腐蝕領(lǐng)域。微生物腐蝕是微生物學(xué)和腐蝕科學(xué)之間的一個交叉領(lǐng)域。因其發(fā)生的范圍非常廣泛，而且?guī)淼慕?jīng)濟損失巨大，所以近年來備受腐蝕科技工作者的關(guān)注。
背景技術(shù)：
在腐蝕研究中通常將所需研究的金屬材料制成暴露面積是圓形或方形的電極，然后在含有某種介質(zhì)的電解池中進行電化學(xué)實驗。這種電極的制作通常是將橫截面是圓形或方形的柱狀金屬材料用環(huán)氧樹脂封在塑料管中。電極的一端焊有有一根帶有防水膠皮的導(dǎo)線，焊點連同此面被封在環(huán)氧樹脂中。電極的另一面通過砂紙打磨、表面清洗使暴露面呈鏡面狀后放置干燥器中待用。這種電極可以在打磨后反復(fù)應(yīng)用于電化學(xué)實驗，但如果要對電極表面進行表征分析，如熒光顯微鏡觀察、掃描電子顯微鏡(SEM)，環(huán)境掃描電子顯微鏡(ESEM)、掃描激光共聚焦顯微鏡(CLSM)、原子力顯微鏡(AFM)等，就只能將電極破壞取出金屬材料后進行。這種帶有導(dǎo)線的普通電極在進行掃描電子顯微鏡或環(huán)境掃描電子顯微鏡觀察時，這段導(dǎo)線使得電極很難放進樣品臺中，通常只有剪掉該段導(dǎo)線。在對普通電極進行顯微鏡或熒光顯微鏡觀察時，這段導(dǎo)線也使得電極很難平穩(wěn)的置于載物臺上。如果金屬材料的尺寸不合乎表征分析裝置的要求，可能還要將其鋸開。這一過程繁瑣費時，還破壞材料表面的原始狀態(tài)。普通電極使用一定次數(shù)后就不能繼續(xù)使用而需要重新制作。在制作過程中的操作步驟、所用的環(huán)氧樹脂或其他封樣的試劑的質(zhì)量會對電極造成影響，這使得這一批所制電極之間有差異，并且這些差異將反應(yīng)到實驗中。雖然某些表征技術(shù)可以對材料進行原位、實時觀察，但觀察前對材料的處理階段過長嚴(yán)重影響了研究人員對某些重要信息的獲取，制約了這些原位觀察技術(shù)在微生物腐蝕研究中的應(yīng)用。微生物腐蝕是通過在金屬表面附著形成的微生物膜發(fā)生的，所以在微生物腐蝕的研究中經(jīng)常要對金屬表面附著的微生物進行觀察(上面所述各種表面觀察技術(shù))。這些觀察技術(shù)對所觀察電極的形狀和尺寸都有一定要求1.電極要能方便的從實驗介質(zhì)中取出放在顯微鏡載物臺上進行觀察，電極的形狀和尺寸要能方便放入樣品臺或座上。這一操作時間要短，盡量在電極表面狀態(tài)沒有發(fā)生大的變化前完成；2.電極要能夠平穩(wěn)地放在載物臺上，如果發(fā)生晃動將無法觀察到電極表面的微生物；3.電極的高度要適應(yīng)載物臺到物鏡鏡頭的距離，因為在觀察過程中要經(jīng)常粗調(diào)和微調(diào)鏡頭，有時還要轉(zhuǎn)換不同的物鏡鏡頭；4.由于要對電極表面的不同視野進行觀察，電極要能夠和載物臺同時移動，否則不能達(dá)到隨機選擇視野的目的。
以上四點要求是現(xiàn)有技術(shù)的腐蝕電化學(xué)實驗用普通電極所不能達(dá)到的。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種電化學(xué)腐蝕實驗用電極，該電極既能進行電化學(xué)實驗，又能很方便地對其表面微生物進行各種表征技術(shù)的顯微鏡觀察的電極裝置。
本實用新型的目的是由以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，研制了一種電化學(xué)腐蝕實驗用電極，其包括，導(dǎo)線連接的棒狀導(dǎo)體。固定在絕緣管內(nèi)的導(dǎo)線在絕緣拐座內(nèi)處與棒狀導(dǎo)體一端電連接，所述的絕緣管以適當(dāng)角度且螺紋或鎖扣連接在絕緣拐座的底座上，所述的絕緣拐座的中央管柱腔內(nèi)防水封固有棒狀導(dǎo)體，該棒狀導(dǎo)體另一端與片式研究電極的一側(cè)面優(yōu)良電連接，該片式研究電極通過絕緣孔帽防水密封在絕緣拐座的中央管柱上，該片式研究電極的另一側(cè)面防水封固在絕緣孔帽的中央孔井內(nèi)，該片式研究電極的另一側(cè)面與電化學(xué)腐蝕實驗環(huán)境直接接觸。
所述的絕緣拐座，其包括底座和中央管柱，其以該管柱中心軸對該座面呈適當(dāng)角度鑄成一體，該底座上設(shè)有徑向螺孔，該螺孔與中央管柱腔內(nèi)相通，該螺孔螺紋固定有絕緣管的一端，該絕緣管內(nèi)的導(dǎo)線通過該螺孔與棒狀導(dǎo)體一端電連接。
所述的底座和中央管柱，其以該管柱中心軸對該座面所呈的適當(dāng)角度為5——180度。
所述的絕緣拐座，其除了在中央管柱腔內(nèi)防水封固有棒狀導(dǎo)體外，其中央管柱的外螺紋通過防水墊片與絕緣孔帽的內(nèi)螺紋防水密封成一體。
所述的絕緣管，其玻璃或有機玻璃管內(nèi)設(shè)置的導(dǎo)線可以將其上段部或中、下段部的導(dǎo)線制成螺旋狀，并連接在絕緣拐座的底座內(nèi)處的棒狀導(dǎo)體一端上，構(gòu)成對該管內(nèi)的導(dǎo)線下端與棒狀導(dǎo)體一端接觸充分的電連接。
所述的棒狀導(dǎo)體，其除了與片式研究電極電連接外，該棒狀導(dǎo)體一端面與絕緣拐座內(nèi)端壁面之間設(shè)有壓縮彈簧，與棒狀導(dǎo)體的另一端面直接接觸的片式研究電極通過絕緣孔帽與中央管柱的螺紋連接，將棒狀導(dǎo)體和該彈簧壓緊在絕緣拐座內(nèi)，構(gòu)成連成一體的片式研究電極和棒狀導(dǎo)體。
本實用新型的電化學(xué)腐蝕實驗用電極具有如下優(yōu)點1.該電極可進行電化學(xué)實驗和表面微生物的顯微鏡以及其他表征技術(shù)的觀察。其中片狀研究電極通過銅棒和銅導(dǎo)線與電化學(xué)儀器連接。電化學(xué)儀器的控制信號可以對傳輸?shù)窖芯侩姌O，研究電極電化學(xué)狀態(tài)的改變也可以傳輸?shù)诫娀瘜W(xué)監(jiān)測儀器中。本電極可以在含有微生物的介質(zhì)中進行實驗。實驗結(jié)束后很方便地將片狀研究電極取出，放在觀測裝載裝置上對該電極進行顯微鏡或其他表征技術(shù)的觀察。
2.本電極裝置和片狀研究電極可重復(fù)使用。實驗完畢后片狀研究電極經(jīng)過清洗、打磨可以重復(fù)使用，可以保證每次實驗中電極狀態(tài)的一致性。
3.本電極裝置可對4個或4個以上的片狀研究電極表面的微生物進行顯微鏡觀察比較。
4.本電極裝置和片狀研究電極的尺寸可以根據(jù)所需觀察儀器對樣品的要求進行改變。根據(jù)微生物觀察對片狀研究電極的要求在實驗前選取不同的電極裝置。


圖1是電化學(xué)腐蝕實驗用電極的結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖2是進行觀察用的片狀研究電極裝載裝置結(jié)構(gòu)圖。
圖3是兩種電極的極化曲線圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖1——3對本實用新型進一步說明。
如圖1，2所示，本實用新型包括，純銅導(dǎo)線10連接的純銅棒狀導(dǎo)體5。固定在有機玻璃絕緣管8內(nèi)的導(dǎo)線10在聚四氟乙烯制作的絕緣拐座7內(nèi)處與棒狀導(dǎo)體5一端電連接。所述的絕緣管8以適當(dāng)角度且螺紋連接在絕緣拐座7的底座12上，所述的絕緣拐座7的中央管柱11腔內(nèi)防水封固有棒狀導(dǎo)體5，該棒狀導(dǎo)體5另一端與兩面和邊緣要打磨光滑的片式研究電極3的一側(cè)面防水墊圈2優(yōu)良電連接，該片式研究電極3通過聚四氟乙烯制作的絕緣孔帽1和防水墊圈2、4、6，防水密封在絕緣拐座7的中央管柱11上，該片式研究電極3的另一側(cè)面通過防水墊圈2防水封固在絕緣孔帽1的內(nèi)。該片式研究電極3的另一側(cè)面與電化學(xué)腐蝕實驗環(huán)境直接接觸。外部電化學(xué)腐蝕實驗環(huán)境的電化學(xué)信號可以通過片式研究電極3傳到純銅棒狀導(dǎo)體5和純銅導(dǎo)線10，進而將電化學(xué)狀態(tài)傳輸?shù)诫娀瘜W(xué)監(jiān)測儀器中。
所述的絕緣拐座7，其包括底座12和中央管柱11，其以該管柱11中心軸對該座12面呈適當(dāng)角度鑄成一體，該底座12上設(shè)有徑向螺孔(圖中未畫出)，該螺孔與中央管柱11腔內(nèi)相通，該螺孔通過防水墊片9螺紋固定有絕緣管8的一端，該絕緣管8內(nèi)的導(dǎo)線10并連接在絕緣拐座7的底座12內(nèi)處的棒狀導(dǎo)體5一端上，通過該螺孔與棒狀導(dǎo)體5一端電連接。
所述的底座12和中央管柱11，其以該管柱11中心軸對該座12面所呈的適當(dāng)角度為90度。
所述的絕緣拐座7，其除了在中央管柱11腔內(nèi)通過防水墊圈4，防水封固有棒狀導(dǎo)體5外，其中央管柱11的外螺紋通過防水墊片6與絕緣孔帽1的內(nèi)螺紋防水密封成一體。
為了使純銅導(dǎo)線10和純銅棒狀導(dǎo)體5充分接觸，在有機玻璃管8內(nèi)的銅導(dǎo)線10的上段部或中、下段部的制成螺旋狀，這樣在有機玻璃管8旋入底座12內(nèi)時螺旋狀導(dǎo)線13可以提供一定的壓力，使導(dǎo)線10和棒狀導(dǎo)體5接觸充分。因此，在所述的有機玻璃絕緣管8內(nèi)設(shè)置的導(dǎo)線10可以將其上段部或中、下段部的螺旋狀導(dǎo)線13制成彈簧狀，并連接在絕緣拐座7的底座12內(nèi)處的棒狀導(dǎo)體5一端上，構(gòu)成對該管8內(nèi)下段部的螺旋狀導(dǎo)線13下端與棒狀導(dǎo)體5一端接觸充分的電連接。
所述的棒狀導(dǎo)體5，其除了與片式研究電極3電連接外，該棒狀導(dǎo)體5一端面與絕緣拐座7內(nèi)端壁面之間設(shè)有壓縮彈簧14，與棒狀導(dǎo)體5的另一端面直接接觸的片式研究電極3通過絕緣孔帽1與中央管柱11的螺紋連接，將棒狀導(dǎo)體5和該彈簧14壓緊在絕緣拐座7內(nèi)，構(gòu)成連成一體的片式研究電極3和棒狀導(dǎo)體5。
所述的電化學(xué)腐蝕實驗用電極的觀測裝載裝置，其安裝在顯微鏡載物臺上。其與該載物臺形狀匹配的板面上設(shè)置有四個的裝載片式研究電極3的階梯槽式的槽穴15，其為60×100×10mm的聚四氟乙烯片，片上有4個直徑30mm、深6mm的槽穴15。片狀研究電極3可以平穩(wěn)地放在槽穴15內(nèi)。將裝載裝置置于顯微鏡載物臺上即可進行顯微鏡觀察。此裝載裝置可以同時對四個電極表面的附著微生物進行形態(tài)和數(shù)量的觀察比較。
具體的微生物腐蝕實驗實施例如下以一個微生物腐蝕實驗(天然海水中微生物附著對316L不銹鋼材料腐蝕電位的影響)為例進一步說明。實驗前將防水墊圈2、打磨清洗干凈的片狀研究電極3、防水墊片4、銅棒狀導(dǎo)體5、壓縮彈簧14、防水墊片6、依次裝好放入絕緣拐座7內(nèi)，旋緊；再將有機玻璃絕緣管8、銅導(dǎo)線10、防水墊片9依次裝好旋緊聚四氟乙烯制作的絕緣孔帽1。本實驗的極化曲線的測量使用SI 1287恒電位儀(EG&G公司制造)，飽和甘汞電極為參比電極，鉑網(wǎng)為對電極。為了對比本實用新型的電極與原使用電極在電化學(xué)實驗中是否有差異，同時對原使用電極進行實驗。如圖3所示，兩種電極的極化曲線。從圖3中可以看出兩種電極所測極化曲線沒有差異，所以可以認(rèn)為本發(fā)明與原電極在性能上沒有變化。本實驗的平行實驗是4個。將4個電極浸入天然海水中，記錄其腐蝕電位隨時間的變化。10天后取出片狀研究電極3且用無菌海水沖洗干凈后旋開聚四氟乙烯制作的絕緣孔帽1，將片狀研究電極3放在觀測裝載裝置上。四個電極經(jīng)過染色后即可在顯微鏡下進行微生物觀察比較。微生物顯微觀察裝置采用BH-2型Olympus顯微鏡以及BH2-RFL filter set，BP490 excitation filter，EY455 supplementary exciter filter，O515 barrier filter等有關(guān)附件進行。觀察完畢后將片狀研究電極3取出洗凈放入干燥器中備用。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員都會理解，在本實用新型的保護范圍內(nèi)，對于上述實施例進行修改，添加和替換都是可能的，其都沒有超出本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種電化學(xué)腐蝕實驗用電極，其包括，導(dǎo)線連接的棒狀導(dǎo)體，其特征在于固定在絕緣管內(nèi)的導(dǎo)線在絕緣拐座內(nèi)處與棒狀導(dǎo)體一端電連接，所述的絕緣管以適當(dāng)角度且螺紋或鎖扣連接在絕緣拐座的底座上，所述的絕緣拐座的中央管柱腔內(nèi)防水封固有棒狀導(dǎo)體，該棒狀導(dǎo)體另一端與片式研究電極的一側(cè)面優(yōu)良電連接，該片式研究電極通過絕緣孔帽防水密封在絕緣拐座的中央管柱上，該片式研究電極的另一側(cè)面防水封固在絕緣孔帽的中央孔井內(nèi)，該片式研究電極的另一側(cè)面與電化學(xué)腐蝕實驗環(huán)境直接接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述電化學(xué)腐蝕實驗用電極，其特征在于所述的絕緣拐座，其包括底座和中央管柱，其以該管柱中心軸對該座面呈適當(dāng)角度鑄成一體，該底座上設(shè)有徑向螺孔，該螺孔與中央管柱腔內(nèi)相通，該螺孔螺紋固定有絕緣管的一端，該絕緣管內(nèi)的導(dǎo)線通過該螺孔與棒狀導(dǎo)體一端電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述電化學(xué)腐蝕實驗用電極，其特征在于所述的底座和中央管柱，其以該管柱中心軸對該座面所呈的適當(dāng)角度為5--180度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述電化學(xué)腐蝕實驗用電極，其特征在于所述的絕緣拐座，其除了在中央管柱腔內(nèi)防水封固有棒狀導(dǎo)體外，其中央管柱的外螺紋通過防水墊片與絕緣孔帽的內(nèi)螺紋防水密封成一體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述電化學(xué)腐蝕實驗用電極，其特征在于所述的絕緣管，其玻璃或有機玻璃管內(nèi)設(shè)置的導(dǎo)線可以將其上段部或中、下段部的導(dǎo)線制成螺旋狀，并連接在絕緣拐座的底座內(nèi)處的棒狀導(dǎo)體一端上，構(gòu)成對該管內(nèi)的導(dǎo)線下端與棒狀導(dǎo)體一端接觸充分的電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述電化學(xué)腐蝕實驗用電極，其特征在于所述的棒狀導(dǎo)體，其除了與片式研究電極電連接外，該棒狀導(dǎo)體一端面與絕緣拐座內(nèi)端壁面之間設(shè)有壓縮彈簧，與棒狀導(dǎo)體的另一端面直接接觸的片式研究電極通過絕緣孔帽與中央管柱的螺紋連接，將棒狀導(dǎo)體和該彈簧壓緊在絕緣拐座內(nèi)，構(gòu)成連成一體的片式研究電極和棒狀導(dǎo)體。
專利摘要本實用新型是電化學(xué)腐蝕實驗用電極，其包括，導(dǎo)線連接的棒狀導(dǎo)體。固定在絕緣管內(nèi)的導(dǎo)線在絕緣拐座內(nèi)處與棒狀導(dǎo)體一端電連接，所述的絕緣管以適當(dāng)角度且螺紋或鎖扣連接在絕緣拐座的底座上，所述的絕緣拐座的中央管柱腔內(nèi)防水封固有棒狀導(dǎo)體，該棒狀導(dǎo)體另一端與片式研究電極的一側(cè)面優(yōu)良電連接，該片式研究電極通過絕緣孔帽防水密封在絕緣拐座的中央管柱上，該片式研究電極的另一側(cè)面防水封固在絕緣孔帽的中央孔井內(nèi)，該片式研究電極的另一側(cè)面與電化學(xué)腐蝕實驗環(huán)境直接接觸。該電極既能進行電化學(xué)實驗，又能很方便地對其表面微生物進行各種表征技術(shù)如顯微鏡觀察的電極裝置。該片狀電極的尺寸可據(jù)要求改變，滿足實驗的不同需求。
文檔編號G01N17/04GK2748906SQ20042009677
公開日2005年12月28日 申請日期2004年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月30日
發(fā)明者王偉, 王佳, 徐海波, 姜應(yīng)律, 李相波 申請人:中國海洋大學(xué)