一種實(shí)現(xiàn)電解液水平流動(dòng)及流速可控的電解池系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電化學(xué)測試及電鍍領(lǐng)域，更具體的說，是涉及一種實(shí)現(xiàn)電解液水平流動(dòng)及流速可控的電解池系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電解池是電化學(xué)實(shí)驗(yàn)常用的實(shí)驗(yàn)裝備。目前，用于實(shí)驗(yàn)室電化學(xué)測試用電解池主要有:一體式電解池和可分離式電解池；還有一種是由廣口瓶等玻璃儀器和橡膠塞組成的較為簡單的電解池。這些電解池大多由輔助電極、工作電極、魯金毛細(xì)管和池體構(gòu)成。電解池內(nèi)液體的流動(dòng)主要通過磁力攪拌實(shí)現(xiàn)，利用磁力攪拌器不能精確控制電極表面電解液的流速，對(duì)電極、工作電極、魯金毛細(xì)管在管內(nèi)對(duì)電解液的流動(dòng)有擾動(dòng)作用，也使得電解液在電解池內(nèi)的流動(dòng)紊亂，不便于對(duì)電極表面過程機(jī)理的研宄。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種實(shí)現(xiàn)電解液水平流動(dòng)及流速可控的電解池系統(tǒng)，本發(fā)明系統(tǒng)不但使電解液流速穩(wěn)定且可控，同時(shí)通過裝置本身獨(dú)特的構(gòu)造省去了魯金毛細(xì)管，避免電解液受障礙物干擾，并可獲得易于模擬和描述的流場，便于對(duì)電極表面過程機(jī)理的研宄，此外還具有方便可靠，操作簡單，安全實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種實(shí)現(xiàn)電解液水平流動(dòng)及流速可控的電解池系統(tǒng)，包括電解池池體、工作電極、泵、流量計(jì)和儲(chǔ)液槽，所述電解池池體由具有長方形截面的流道及設(shè)置于流道上方的圍堰構(gòu)成，所述流道兩端相對(duì)應(yīng)地設(shè)置有由方管漸變過渡為圓管的進(jìn)口整流管和出口整流管，所述圍堰內(nèi)設(shè)置有與流道相連通的工作電極插口，所述工作電極插口正下方的流道底部鑲嵌有與流道平齊的輔助電極；
[0006]所述工作電極通過工作電極插口插入電解池池體形成有封閉的長方形流道，所述工作電極的下表面設(shè)置有矩形凸臺(tái)，矩形凸臺(tái)內(nèi)設(shè)置有突出于工作電極上表面的L形導(dǎo)電金屬，L形導(dǎo)電金屬的下方連接有與所述矩形凸臺(tái)下表面形成有基材凹槽的導(dǎo)電金屬塊，所述導(dǎo)電金屬塊與矩形凸臺(tái)之間形成的縫隙內(nèi)填充有密封膠，所述基材凹槽其中相對(duì)應(yīng)的兩側(cè)設(shè)置有導(dǎo)電孔，位于導(dǎo)電孔正上方的工作電極上表面設(shè)置有與導(dǎo)電孔相連通的矩形凹槽，矩形凹槽內(nèi)灌注有導(dǎo)電瓊脂；
[0007]所述進(jìn)口整流管通過軟管依次連接有流量計(jì)、泵、流量閥和儲(chǔ)液槽的出口管，所述出口整流管通過軟管與儲(chǔ)液槽的進(jìn)口管相連接，所述儲(chǔ)液槽還設(shè)置有帶有閥門的排氣管和排液管。
[0008]所述導(dǎo)電孔的孔徑在Imm以下。
[0009]所述儲(chǔ)液槽的布置低于本系統(tǒng)中的其他裝置。
[0010]所述排液管設(shè)置于儲(chǔ)液槽的底端。
[0011]所述工作電極上表面還設(shè)置有磁鐵凹槽。
[0012]所述基材凹槽內(nèi)設(shè)置有與矩形凸臺(tái)下表面平齊的金屬基材。
[0013]所述輔助電極為鈦輔助電極且突出于電解池池體側(cè)邊。
[0014]所述基材凹槽的凹陷深度為8-100微米。
[0015]所述導(dǎo)電金屬均由銅構(gòu)成。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案所帶來的有益效果是:
[0017]1.本發(fā)明系統(tǒng)中電解池的電解液流道為長方形截面，工作電極插口與插入其中的工作電極緊密配合，與電解池池體形成封閉的長方形截面流道，電解液在其中水平流動(dòng)且保持穩(wěn)定，其次通過系統(tǒng)中設(shè)置的流量計(jì)和流量閥可以量化地控制電解液的流動(dòng)情況。
[0018]2.本發(fā)明系統(tǒng)中的工作電極上表面設(shè)有矩形凹槽；矩形凹槽內(nèi)部灌注有導(dǎo)電瓊脂；工作電極的下表面設(shè)置有矩形凸臺(tái)，矩形凸臺(tái)下表面設(shè)置有與矩形凹槽相連通的導(dǎo)電孔；矩形凹槽、導(dǎo)電瓊脂和導(dǎo)電孔共同起到了傳統(tǒng)電解池中魯金毛細(xì)管的作用，由于省去了魯金毛細(xì)管，使得電解液在電解池中的流動(dòng)情況不受障礙物的干擾，穩(wěn)定可靠。
[0019]3.本發(fā)明系統(tǒng)中各個(gè)裝置通過軟管可以方便快捷的安裝拆卸，儲(chǔ)液槽上設(shè)有帶有閥門的排氣管和排液管，能做到及時(shí)清洗和排除廢液，整體操作簡便，安全可靠。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2是本發(fā)明中電解池池體的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3是圖2中B-B向的剖視狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖4是本發(fā)明中工作電極的仰視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖5是本發(fā)明中工作電極的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖6是圖5中B-B向的剖視狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖7是本發(fā)明中儲(chǔ)液槽的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]附圖標(biāo)記:1-電解池池體2-工作電極3-流量計(jì)4-泵5-流量閥6_儲(chǔ)液槽7-軟管10-流道11-圍堰12-工作電極插口 13-輔助電極14-進(jìn)口整流管15-出口整流管16-密封圈20-矩形凸臺(tái)21-L形導(dǎo)電金屬22-導(dǎo)電金屬塊23-基材凹槽24-密封膠25-導(dǎo)電孔26-矩形凹槽27-磁鐵凹槽60-進(jìn)口管61-出口管62-排氣管63-閥門64-排液管65-閥門
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述:
[0029]如圖1和圖7所示，一種實(shí)現(xiàn)電解液水平流動(dòng)及流速可控的電解池系統(tǒng)，包括電解池池體1、工作電極2、流量計(jì)3、泵4和儲(chǔ)液槽6，泵4的出口與流量計(jì)3入口相連，流量計(jì)3出口通過軟管7與電解池進(jìn)口整流管14相連，電解池出口整流管15通過軟管7與儲(chǔ)液槽6的進(jìn)口管60相連，儲(chǔ)液槽6的出口管61通過軟管7與流量閥5相連，流量閥5與泵4的入口相連，構(gòu)成循環(huán)系統(tǒng)，其中儲(chǔ)液槽6的布置低于本系統(tǒng)中的其他裝置。
[0030]如圖1至圖3所示:電解池池體I水平放置，由具有長方形截面的流道10及設(shè)置于流道10上方的圍堰11構(gòu)成，流道10的左右兩端相對(duì)應(yīng)的設(shè)置有進(jìn)口整流管14和出口整流管15，進(jìn)口整流管14和出口整流管15均由方形管向圓形管過渡的漸變管構(gòu)成，他們的方形管端分別與流道10相接，且其方形管端的流通截面與流道10的長方形流通截面相同，可以實(shí)現(xiàn)平滑連接；在位于圍堰11內(nèi)的流道10的上表面中開設(shè)有工作電極插口 12，在工作電極插口 12正下方的流道10下表面鑲嵌有輔助電極13，本實(shí)施例中輔助電極13為鈦輔助電極，其上表面與流道10的下表面齊平且突出于電解池池體I的側(cè)邊，工作電極插口 12可以與插入其中的工作電極2緊密配合，此外工作電極插口 12內(nèi)配有密封圈16，以確保其相互配合后密封良好，同時(shí)使得流道10封閉，從而構(gòu)成完整的、流通截面形狀及大小均恒定的流道10 ;工作電極2與工作電極插口 12配合后，圍堰11中可以儲(chǔ)存少量電解液，用于通過鹽橋與參比電極連通，圍堰11中的電解液與流道10中的電解液由工作電極2隔離。
[0031]如圖1至圖6所示:工作電極2的下表面設(shè)置有矩形凸臺(tái)20，矩形凸臺(tái)20的形狀可以使工作電極2與工作電極插口 12緊密配合，矩形凸臺(tái)20內(nèi)設(shè)置有L形導(dǎo)電金屬21，L形導(dǎo)電金屬21的豎向段突出于工作電極2的上表面用于與電化學(xué)工作站連接，L形導(dǎo)電金屬21的橫向段下方等間距的焊接有導(dǎo)電金屬塊22，導(dǎo)電金屬塊22的下表面低于矩形凸塊20的下表面10微米形成有基材凹槽23，導(dǎo)電金屬塊22與矩形凸臺(tái)20之間形成的縫隙內(nèi)填充有密封膠24，用以防止電解液侵蝕導(dǎo)電金屬塊22 ;在盡可能靠近基材凹槽23的地方設(shè)有導(dǎo)電孔25，本實(shí)施例中的導(dǎo)電孔25為1mm，在位于導(dǎo)電孔25正上方的工作電極2上表面設(shè)有矩形凹槽26，矩形凹槽26與導(dǎo)電孔25相連通，矩形凹槽26內(nèi)充滿溶解有導(dǎo)電鹽的瓊月旨，當(dāng)工作電極2插入電解池池體I的工作電極插口 12時(shí)，通過導(dǎo)電孔25及矩形凹槽26內(nèi)的瓊脂，流道10和圍堰11