[实用新型]高温熔盐电化学测试系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高温电化学试验研究用的测试系统，特别是涉及能够在高温熔盐体系中能进行电化学实验的、适用环境条件在750~900℃范围的测试系统。

背景技术

高温熔盐电化学测试系统主要由高温电炉、高温电化学电极及高温熔盐坩埚构成；高温电炉提供热量以产生高温环境，高温电化学电极用于连接电化学工作站和高温熔盐体系，高温熔盐坩埚提供高温熔盐及电化学电极的放置场所。

目前，高温熔盐电化学测试系统的后两部分技术问题很多，对测试的影响很大。高温熔盐电化学试验过程中最关键问题就是测试系统的稳定性与可靠性问题。一般存在三个问题：（1）高温参比电极内的介质容易与腐蚀介质互相污染，导致参比电极的基准电位漂移，从而导致电化学测试过程中监测的电流回路不稳定、波动的问题；（2）高温工作电极的试片与金属丝的连接容易断裂或局部不牢固，且在使用过程中往往出现连接用的金属丝污染及损坏的情况；（3）高温熔盐电化学测试容器在高温条件容易受到挥发的介质污染导致设备的损坏。这些都会导致试验过程中记录的工作电极参数带进明显的误差，严重影响高温熔盐电化学试验中测试数据的可靠性，无法对研究体系进行科学的分析和评价。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题，就是提供一种稳定可靠的、适用于750~900℃范围的高温熔盐电化学测试系统，实现在高温熔盐电化学试验过程中的稳定测试和分析。

解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：一种适用于750~900℃范围的高温熔盐电化学测试系统，包括高温电炉、高温电化学电极及高温熔盐坩埚三部分。其特征是：高温熔盐参比电极的电极杆由银丝构成，银丝的绝大部分封装在氧化铝陶瓷管中，其底部接近银丝端部位置通过水泥实现密封以防止高温氯盐蒸汽跟上部的银丝接触；这就避免了参比电极在测试过程中电位不稳定的问题。伸出密封水泥的银丝与外部陶瓷套管底部的电解质接触，电解质由氯化银、氯化钾及氯化钠按一定比例构成；在高温熔盐环境下，熔盐介质中的离子通过外部陶瓷套管与电解质进行离子交换，交换过程产生的变化可以通过银丝传递出相应的信号，从而实现可靠的电位测试。

高温熔盐工作电极的电极杆由镍铬丝构成，在所述镍铬丝上套装有氧化铝套管，且所述氧化铝套管内部与所述镍铬丝之间的间隙由水泥填封，所述氧化铝套管的底端有小部分镍铬丝伸出、并在镍铬丝最底部固定有连接铆钉，用于穿过工作电极试片的顶部小孔，从而实现将电极试片与电极杆连接。

高温熔盐坩埚由坩埚体及坩埚盖组成。坩埚体内部可以盛放熔盐电解质，在进行高温熔盐电化学测试时，坩埚顶部要放置中心带孔的、由陶瓷制成的坩埚盖；中心孔有三个，分别用于放置工作电极、辅助电极及参比电极。坩埚盖可以有效防止电解质高温熔融导致的挥发，从而避免电炉炉体免受侵蚀性电解质的侵蚀。

采用上述技术方案的高温熔盐电化学测试系统，解决了高温熔盐参比电极不稳定、波动的问题，以及高温工作电极的连接容易断裂或局部不牢固、高温熔盐电解质污染导致设备损坏的问题。由于高温电化学参比电极用水泥密封了封装银丝的氧化铝套管，使得高温熔盐试验过程中参比电极电极杆隔热效果好、热量分布更均匀，从而保证能够更稳定的运行；高温熔盐工作电极通过镍铬丝底部设置耐高温金属铆钉来固定试片，使工作电极试片与连接丝之间的连接更牢固；带孔坩埚盖的设计有效控制了电解质高温挥发对炉体材料的损坏。本发明除了适用于750~900℃范围的高温熔盐电化学试验之外，也可以用于其它需要高温电化学测试的场合。

综上所述，本实用新型提供一种稳定、可靠实现750~900℃温度范围测试的高温熔盐电化学测试系统，该高温熔盐电化学测试系统性能稳定、实用性强。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

图1是本实用新型的系统组成和连接关系示意图；

图2是本实用新型的高温参比电极示意图；

图3是本实用新型的高温工作电极示意图；

图4是本实用新型的高温熔盐坩埚示意图。

具体实施方式

参见附图1~附图4，高温熔盐电化学测试系统包括高温电炉、高温电化学电极及高温熔盐坩埚三部分；辅助电极1、参比电极2及工作电极3作为三电极体系穿过高温电炉炉盖4放置在炉膛的坩埚6中；加热电阻丝5用于对炉膛区域进行加热，智能控温系统9用于对炉膛实现可靠地温度控制；坩埚6放置在氧化铝坩埚承载板7上；为维持炉膛内部高温，高温电炉的侧面布置有保温材料8。