專利名稱：船用雙滲銅/飽和硫酸銅參比電極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種參比電極，具體說是涉及一種船用的采用陰極保護(hù)方 式進(jìn)行金屬防腐的雙滲銅/飽和硫酸銅參比電極，屬于金屬腐蝕防護(hù)的測量工具 領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電極電位是電化學(xué)理論的概念，電法保護(hù)是電化學(xué)理論在工業(yè)技術(shù)上的應(yīng) 用領(lǐng)域，根據(jù)電化學(xué)理論，當(dāng)金屬處在電解質(zhì)環(huán)境(如水，土壤)中時(shí)，金屬 和介質(zhì)中的離子運(yùn)動產(chǎn)生極化過程形成電極電位，因?yàn)椴牧系某煞帧㈦s質(zhì)含量、 機(jī)械應(yīng)力，介質(zhì)的酸堿濃度、溫度濕度、透氣性等各種差異的原因，金屬各處 的電極電位不同，電位較負(fù)的陽極區(qū)與電位較正的陰極區(qū)構(gòu)成原電池，通過介 質(zhì)形成導(dǎo)電回路，不斷進(jìn)行電子離子交換，至使陽極區(qū)不斷失掉金屬，產(chǎn)生腐 蝕(理論及研究實(shí)踐證明，這是金屬腐蝕的最普遍最主要的原因)，陰極區(qū)則不 受腐蝕，得到保護(hù)。電法保護(hù)就是用技術(shù)的方法使埋在地下或者水下欲保護(hù)的 金屬構(gòu)筑物成為陰極，為實(shí)現(xiàn)保護(hù)而設(shè)置的相對物(通常為"輔助陽極")成為 陽極，以相對物的腐蝕換取被保護(hù)物的不腐蝕。陰極保護(hù)是廣泛應(yīng)用的金屬電 化學(xué)防腐蝕技術(shù)，參比電極是陰極保護(hù)中不可缺少的測量和監(jiān)控工具，其主要 作用是為測量對象的電極電位提供基準(zhǔn)，以得到定量的、可比的測量結(jié)果，作 為判斷和監(jiān)控被保護(hù)金屬構(gòu)筑物腐蝕態(tài)勢的依據(jù)。銅/飽和硫酸銅參比電極是廣 泛使用在金屬腐蝕防護(hù)(陰極保護(hù)方式)領(lǐng)域的一種常用測量工具，由于現(xiàn)有 的銅/飽和硫酸銅參比電極對氯離子比較敏感，當(dāng)在海洋環(huán)境中使用時(shí)會受到氯 離子的污染，會導(dǎo)致測量的電極電位精確度和穩(wěn)定性受到一定影響，所以在以 船舶為代表的海洋鋼鐵構(gòu)筑物陰極保護(hù)技術(shù)中，銅/飽和硫酸銅參比電極已不被 采用。
目前，在海洋鋼鐵構(gòu)筑物陰極保護(hù)技術(shù)中常用的參比電極是銀/氯化銀參比 電極、鋅參比電極、鋅合金參比電極。銀/氯化銀參比電極是由純銀粉末與氯化 銀粉末按比例混合壓制燒結(jié)制成的，制造工藝較為復(fù)雜，這種參比電極在使用
過程時(shí)由于與NaCl溶液或海水接觸，不但會消耗貴金屬銀，而且在銀/氯化銀電極與承載的電解質(zhì)溶液氯化鈉或海水發(fā)生電極反應(yīng)時(shí)，除認(rèn)定的Ag、 Cl離子 活度，實(shí)際上還有Na或Na、 Ca、 Mg等多種金屬離子存在，這些金屬離子不 可避免地會參與反應(yīng)過程，因此，銀/氯化銀參比電極不是真正嚴(yán)格意義上的平 衡電極，這種參比電極會影響測量的基準(zhǔn)電位準(zhǔn)確性。鋅參比電極、鋅合金參 比電極在使用時(shí)是置于被測量環(huán)境中，與被測量環(huán)境進(jìn)行電極反應(yīng)建立電極電 位，其不平衡不準(zhǔn)確的性質(zhì)更加突出。
另外，銀/氯化銀參比電極、鋅參比電極、鋅合金參比電極在具體使用過程 中，對電極電位這一參數(shù)進(jìn)行掌控時(shí)，會形成多個參照標(biāo)準(zhǔn)，給操控工作人員 帶來諸多不便。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是針對上述問題而設(shè)計(jì)提供了一種船用雙滲銅/飽和硫 酸銅參比電極，該參比電極操作使用方便，可減弱和改善對氯離子的敏感性， 節(jié)省貴金屬，降低成本，在使用過程中，測量基準(zhǔn)電位的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性較好， 可廣泛應(yīng)用于海洋、土壤等各種環(huán)境，有利于實(shí)行行業(yè)統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)。 為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型是通過如下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)的。 船用雙滲銅/飽和硫酸銅參比電極，它包括有測量端子、銅電極、內(nèi)滲透膜 塊、外滲透膜塊、隔離填充物、參比電極殼體、飽和硫酸銅溶液、螺紋封頭主 要部分，其中在參比電極殼體的下端設(shè)置有內(nèi)滲透膜塊，在內(nèi)滲透膜塊的下 端設(shè)置有外滲透膜塊，在內(nèi)滲透膜塊和外滲透膜塊之間的空間內(nèi)填充有隔離填 充物，在參比電極殼體內(nèi)置入飽和硫酸銅溶液，在參比電極殼體的中部設(shè)置有 銅電極，銅電極的上端連接有測量端子，將銅電極的上端熱壓在螺紋封頭的中 部，在參比電極殼體的上端口設(shè)置有密封圈，用螺紋封頭將參比電極殼體的上 端進(jìn)行密封。
為了方便使用時(shí)進(jìn)行安裝固定，在所述的參比電極殼體的一側(cè)還可設(shè)置一 個參比電極基座，在參比電極基座上設(shè)置有四個安裝孔，在四個安裝孔內(nèi)分別 設(shè)置有強(qiáng)磁性磁環(huán)，通過強(qiáng)磁性磁環(huán)將參比電極殼體吸附在其它金屬物件上。
所述的參比電極殼體、螺紋封頭可選用工程塑料、有機(jī)玻璃或PVC材料制作。
所述的內(nèi)滲透膜塊、外滲透膜塊使用燒制的微滲素瓷材料制成，所述的隔 離填充物用90%的硫酸鈣和10%的硫酸鈉的混合物制成。
由于本實(shí)用新型設(shè)置了內(nèi)滲透膜塊和外滲透膜塊這種雙層滲透膜塊方式做 為參比電極對環(huán)境的測量接口 ，在內(nèi)滲透膜塊和外滲透膜塊之間的空間內(nèi)填充有
4隔離填充物，這樣可以隔離測量環(huán)境與參比電極主體的聯(lián)系，使隔離空間的壓力
與參比電極內(nèi)的壓力保持平衡，有效抵御外部環(huán)境對參比電極的污染；另外，由 于隔離填充物含有高濃度的硫酸根離子(S042—)材料，具有良好的導(dǎo)電性能，可 減弱和改善對氯離子的敏感性。本實(shí)用新型船用雙滲銅/飽和硫酸銅參比電極可 完全替代銀/氯化銀參比電極，節(jié)省貴金屬，降低成本，并可提高測量基準(zhǔn)電位 的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，簡化海洋鋼鐵構(gòu)筑物陰極保護(hù)的管理工作，可廣泛應(yīng)用于海 洋、土壤等各種環(huán)境，有利于實(shí)行行業(yè)統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)。
本實(shí)用新型主要具有以下有益效果 .
操作使用方便，可減弱和改善對氯離子的敏感性，節(jié)省貴金屬，降低成本， 提高測量基準(zhǔn)電位的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
附圖1是本實(shí)用新型船用雙滲銅/飽和硫酸銅參比電極的剖面結(jié)構(gòu)圖； 附圖2是本實(shí)用新型船用雙滲銅/飽和硫酸銅參比電極的外形平面結(jié)構(gòu)圖； 附圖3是本實(shí)用新型船用雙滲銅/飽和硫酸銅參比電極的斷截面示意圖。 如圖所示，上述船用雙滲銅/飽和硫酸銅參比電極的各結(jié)構(gòu)部分由下列阿拉 伯?dāng)?shù)字進(jìn)行表示
l.測量端子、2.密封圈、3.銅電極、4.內(nèi)滲透膜塊、5.外滲透膜塊、6.隔離 填充物、7.參比電極殼體、8.飽和硫酸銅溶液、9.螺紋封頭、IO.參比電極基座、 ll.安裝孔、12.強(qiáng)磁性磁環(huán)。
下面結(jié)合實(shí)施例和說明書附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明具體實(shí)施方式
實(shí)施例
如圖1所示，船用雙滲銅/飽和硫酸銅參比電極包括有測量端子1、.銅電極 3、內(nèi)滲透膜塊4、外滲透膜塊5、隔離填充物6、參比電極殼體7、飽和硫酸銅 溶液8、螺紋封頭9主要部分。
如圖1所示，在參比電極殼體7的下端設(shè)置有內(nèi)滲透膜塊4，在內(nèi)滲透膜 塊4的下端設(shè)置有外滲透膜塊5，在內(nèi)滲透膜塊4和外滲透膜塊5之間的空間 內(nèi)填充有隔離填充物6，在參比電極殼體7內(nèi)置入飽和硫酸銅溶液8，在參比電 極殼體7的中部設(shè)置有銅電極3，銅電極3的上端連接有測量端子1，將銅電極 3的上端熱壓在螺紋封頭9的中部，在參比電極殼體7的上端口設(shè)置有密封圈2， 角螺紋封頭9將參比電極殼體7的上端進(jìn)行密封。
如圖2、圖3所示，為了方便使用時(shí)進(jìn)行安裝固定，在所述的參比電極殼體7的一側(cè)還可設(shè)置一個參比電極基座10，在參比電極基座10上設(shè)置有四個 安裝孔11，在四個安裝孔11內(nèi)分別設(shè)置有強(qiáng)磁性磁環(huán)12，通過強(qiáng)磁性磁環(huán)12 將參比電極殼體7吸附在其它金屬物件上。
如圖1所示，所述的參比電極殼體7、螺紋封頭9可選用工程塑料、有機(jī) 玻璃或PVC材料制作。
如圖1所示，所述的內(nèi)滲透膜塊4、外滲透膜塊5使用燒制的微滲'素瓷材 料制成，所述的隔離填充物6用90%的硫酸鈣和10%的硫酸鈉的混合物制成。
由于本實(shí)用新型設(shè)置了內(nèi)滲透膜塊4和外滲透膜塊5這種雙層滲透膜塊方式 做為參比電極對環(huán)境的測量接口 ，在內(nèi)滲透膜塊4和外滲透膜塊5之間的空間內(nèi) 填充有隔離填充物6，這樣可以隔離測量環(huán)境與參比電極主體的聯(lián)系，使隔離空 間的壓力與參比電極內(nèi)的壓力保持平衡，有效抵御外部環(huán)境對參比電極的污染； 另外，由于隔離填充物6含有高濃度的硫酸根離子(S0/—)材料，具有良好的導(dǎo) 電性能，可減弱和改善對氯離子的敏感性。本實(shí)用新型船用雙滲銅/飽和硫酸銅 參比電極可完全替代銀/氯化銀參比電極，節(jié)省貴金屬，降低成本，并可提高測 量基準(zhǔn)電位的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，簡化海洋鋼鐵構(gòu)筑物陰極保護(hù)的管理工作，可廣 泛應(yīng)用于海洋、土壤等各種環(huán)境，有利于實(shí)行行業(yè)統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求1、船用雙滲銅/飽和硫酸銅參比電極，它包括有測量端子(1)、銅電極(3)、內(nèi)滲透膜塊(4)、外滲透膜塊(5)、隔離填充物(6)、參比電極殼體(7)、飽和硫酸銅溶液(8)、螺紋封頭(9)主要部分，其特征是在參比電極殼體(7)的下端設(shè)置有內(nèi)滲透膜塊(4)，在內(nèi)滲透膜塊(4)的下端設(shè)置有外滲透膜塊(5)，在內(nèi)滲透膜塊(4)和外滲透膜塊(5)之間的空間內(nèi)填充有隔離填充物(6)，在參比電極殼體(7)內(nèi)置入飽和硫酸銅溶液(8)，在參比電極殼體(7)的中部設(shè)置有銅電極(3)，銅電極(3)的上端連接有測量端子(1)，將銅電極(3)的上端熱壓在螺紋封頭(9)的中部，在參比電極殼體(7)的上端口設(shè)置有密封圈(2)，用螺紋封頭(9)將參比電極殼體(7)的上端進(jìn)行密封。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用雙滲銅/飽和硫酸銅參比電極，其特征是 在所述的參比電極殼體(7)的一側(cè)還可設(shè)置一個參比電極基座(10)，在參比 電極基座(10)上設(shè)置有四個安裝孔(11)，在四個安裝孔(11)內(nèi)分別設(shè)置 有強(qiáng)磁性磁環(huán)(12)，通過強(qiáng)磁性磁環(huán)(12)將參比電極殼體(7)吸附在其它 金屬物件上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的船用雙滲銅/飽和硫酸銅參比電極，其特征是 所述的內(nèi)滲透膜塊(4)、外滲透膜塊(5)使用燒制的微滲素瓷材料制成。
專利摘要船用雙滲銅/飽和硫酸銅參比電極，它包括有測量端子、銅電極、內(nèi)滲透膜塊、外滲透膜塊、隔離填充物、參比電極殼體、飽和硫酸銅溶液、螺紋封頭主要部分，其中在參比電極殼體的下端設(shè)有內(nèi)滲透膜塊，內(nèi)滲透膜塊的下端設(shè)有外滲透膜塊，在內(nèi)滲透膜塊和外滲透膜塊之間的空間內(nèi)填充有隔離填充物，在參比電極殼體內(nèi)置入飽和硫酸銅溶液，在參比電極殼體的中部設(shè)置有銅電極，銅電極上端連接測量端子，將銅電極上端熱壓在螺紋封頭的中部，在參比電極殼體上端口設(shè)有密封圈，用螺紋封頭將參比電極殼體上端進(jìn)行密封；在參比電極殼體一側(cè)設(shè)有參比電極基座，在參比電極基座上設(shè)有四個安裝孔，在四個安裝孔內(nèi)分別設(shè)置有強(qiáng)磁性磁環(huán)。
文檔編號C23F13/00GK201358300SQ200920003200
公開日2009年12月9日 申請日期2009年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月23日
發(fā)明者江 嚴(yán), 韓樹強(qiáng) 申請人:韓樹強(qiáng);嚴(yán) 江