[发明专利]一种深海模拟环境试验用电化学电解池

说明书

技术领域

本发明涉及深海腐蚀模拟试验领域，具体地说是一种新的模拟深海环境试 验的电化学电解池。

背景技术

深海蕴藏着丰富的油气资源、矿产资源和生物资源，是各国争夺经济制高 点的重要战略目标。深海油气资源储量占全球探明油气可采储量45％左右，可 燃冰总资源量相当于全球已知煤、石油和天然气总和的2倍，可满足人类1000 年的需求；深海矿产资源丰富，仅太平洋底的锰结核储量中铜可供应600年， 镍可供应15000年，锰可供应24000年，钴甚至可供应13万年；深海物种的 多样性更是生物资源的巨大宝库，具有潜在的巨大经济利益，很多国家都把控 制和占有这些资源的措施列入国家发展计划，以期抢得“蓝色公土”的占有权。

深海环境下的材料腐蚀是从事深海探索首要关注的问题，深海的溶解氧含 量、温度、pH、盐度、压力、流速以及生物环境等都与浅海环境不同，这些因 素都直接影响材料的腐蚀行为。在深海环境下，材料耐腐蚀性能排序可能会重 新排列，甚至有些材料深海腐蚀速度要大于浅海腐蚀速度。故在深海环境下， 材料的腐蚀行为需要重新进行认识。

进行深海腐蚀研究主要有两种方式：实海投样和实验室内模拟。相对于实 海投样，实验室内进行模拟具有周期短、投资小、各种参数易于控制等优点， 故此种方法被广泛采用。目前通用的试验方法为高压釜中布置单工作电极、对 电极以及参比电极的三电极体系。由于高压釜需要保证高压环境，其封装均为 多个高强螺栓旋紧密封，封装过程劳动强度大，升压所需时间长、能耗高。这 使得单工作电极试验效率低。再者，现在通用引线连接，利用环氧树脂对引线 接头等进行密封，故每次装卸试样程序繁琐，故可以认为现在所采用的电解池 为低效率的设计。

发明内容

本发明的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种模拟深海环境试验的 电化学电解池，用于对金属材料深海环境模拟的同时实现方便、快捷的电化学 测试。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种模拟深海环境试验的电化学电解池，包括高压釜及高压釜内的电极框 架，高压釜作为电解池池体，所述电极框架包括一基板，基板上预制至少两个 工作电极通孔，用于放置封装好的工作电极；对电极安装在正对工作电极工作 面的位置，对电极制作为Pt网状板结构，Pt网状板结构的外周设有边框，该边 框与基板之间通过侧板相连；在基板中间预制槽口，用于安装参比电极；上述 每个工作电极分别与一个参比电极和一个对电极构成一个三电极体系，每个工 作电极到参比电极的距离基本相等。

在本发明的一个实施例中，所述电极框架由基板、Pt网状板及边框、以及 侧板构成筒形，用于安装参比电极的槽口设于基板的中心开口处，所述至少两 个工作电极通孔沿槽口环向布置。

在本发明的另一个实施例中，所述工作电极包括顶部开口的壳体，壳体顶 部开口处由旋紧盖密封，所述壳体的尺寸与工作电极通孔的尺寸一致，壳体内 设有金属试片容置腔，金属试片设于该金属试片容置腔内，壳体底部预留通孔， 用于露出工作电极工作面，所述旋紧盖内穿设导线，旋紧盖与壳体顶部开口处 密封时，导线与金属试片实现导通，经封装后制成工作电极，导线顶端伸出旋 紧盖的上端面用于连接电化学设备。

优选的，所述旋紧盖与壳体顶部开口相接触的上端面向外延伸形成盖体外 延，旋紧盖与壳体之间通过螺纹连接。

进一步优选的，所述壳体内滑动套设内螺纹接头，内螺纹接头的外径与金 属试片容置腔尺寸相匹配，壳体通过内螺纹接头与旋紧盖螺纹配合。

优选的，所述壳体与旋紧盖接触部位设有凹槽，凹槽内安装橡胶垫圈。

优选的，所述旋紧盖采用热融技术将导线穿设于其中。

优选的，所述基板、设于Pt网状板结构的外周边框及侧板采用耐压玻璃制 成。

本发明的一种模拟深海环境试验的电化学电解池与现有技术相比所产生 的有益效果是：

1、工作电极、参比电极固定于基板上，对电极安装在正对工作电极工作 面的位置，对电极制作为Pt网状板结构，Pt网状板结构的外周设有边框，Pt 网状板结构的外周边框与基板之间通过侧板相连，基板、侧板与边框围成刚性 电极框架结构，电极间距离保持不变，可提高试验的可重复性和准确性；