专利名称：一种碳钢电极及其制备方法
技术领域：
本发明属于电化学实验领域，特别涉及一种碳钢电极及其制备方法。
背景技术：
在腐蚀电化学测试研究中，金属电极经常采用环氧树脂固封。有些电极电化学性 质非常活泼，如金属铁与溶液中的氯离子作用常发生缝隙腐蚀，在碳钢与树脂的界面处发 生腐蚀。缝隙腐蚀的电位远远低于金属的点蚀电位，导致金属电极的电化学测试结果重现 性差，对研究金属电极的电化学性质产生了很大的干扰和误导。传统的金属表面预处理方 法主要分为机械处理法和化学处理法，如表面抛光、除油、钝化和磷化等。但钝化和磷化对 碳钢的耐蚀性并未起积极作用。蔡宗平等[中国腐蚀与防护学报，2009，29 (3) 202-203]利 用硅烷偶联剂对金属表面进行硅烷化处理，然后再采用环氧树脂包封，这种方法在一定程 度上提高了金属与树脂间的结合力，但还未能有效地抑制缝隙腐蚀的发生。

发明内容
为了克服上述现有技术存在的不足和缺点，本发明的首要目的在于提供一种碳钢 电极，该碳钢电极可防止缝隙腐蚀的发生，提高电化学实验结果的准确性。本发明的另一目的在于提供上述碳钢电极的制备方法。本发明的目的通过下述技术方案实现一种碳钢电极，该碳钢电极包括碳钢、环氧树脂、硅橡胶和铜线；所述碳钢和硅橡 胶的接触界面涂覆一层环氧树脂。上述的碳钢电极的制备方法，包括以下操作步骤将碳钢加工成碳钢圆柱；用400 4000目砂纸将碳钢圆柱的表面逐级抛光；接着 将碳钢圆柱的一截面焊接铜线，然后用环氧树脂将碳钢圆柱及焊接口密封住，待环氧树脂 固化成型后，将碳钢的另一截面磨出作为工作面，工作面在使用前用砂纸逐级打磨至4000 目，水洗，乙醇出油；最后在碳钢圆柱与环氧树脂的接触界面涂覆一层硅橡胶，得到碳钢电 极。所述碳钢圆柱的高为5 10毫米，截面直径为6 8毫米。所述硅橡胶的厚度为1 2mm。本发明与现有技术相比具有如下效果和优点本发明采用涂覆工艺，在碳钢电极金属与环氧树脂交界处涂覆一层室温硫化硅橡 胶，待其固化后，金属与硅橡胶的界面以Me-O-Si共价键形式结合，提高了界面间的结合 力，从而抑制缝隙腐蚀的发生；与现有技术相比，本发明实施方法简单有效，能够有效提高 电化学实验结果的准确性。


图1为本发明碳钢电极的结构示意图，其中(a)为碳钢电极的侧视图，(b)为碳钢电极的工作面图；1为碳钢圆柱，2为环氧树脂，3为硅橡胶，4为铜线。图2为本发明阳极极化曲线测试结果比较图。图3为本发明显微形貌比较图。
具体实施例方式下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限 于此。实施例1将碳钢加工成高为5毫米，截面直径为8毫米的碳钢圆柱；用400 4000目砂纸 将碳钢圆柱的表面逐级抛光；接着将碳钢圆柱的一截面焊接铜线，然后用环氧树脂将碳钢 圆柱及焊接口密封住，待环氧树脂固化成型后，将碳钢的另一截面磨出作为工作面，工作面 在使用前用砂纸逐级打磨至4000目，水洗，乙醇出油；最后在碳钢圆柱与环氧树脂的接触 界面涂覆一层厚度为Imm的硅橡胶，得到碳钢电极。实施例2将碳钢加工成高为10毫米，截面直径为6毫米的碳钢圆柱；用400 4000目砂纸 将碳钢圆柱的表面逐级抛光；接着将碳钢圆柱的一截面焊接铜线，然后用环氧树脂将碳钢 圆柱及焊接口密封住，待环氧树脂固化成型后，将碳钢的另一截面磨出作为工作面，工作面 在使用前用砂纸逐级打磨至4000目，水洗，乙醇出油；最后在碳钢圆柱与环氧树脂的接触 界面涂覆一层厚度为2mm的硅橡胶，得到碳钢电极。实施例3将碳钢加工成高为8毫米，截面直径为7毫米的碳钢圆柱；用400 4000目砂纸 将碳钢圆柱的表面逐级抛光；接着将碳钢圆柱的一截面焊接铜线，然后用环氧树脂将碳钢 圆柱及焊接口密封住，待环氧树脂固化成型后，将碳钢的另一截面磨出作为工作面，工作面 在使用前用砂纸逐级打磨至4000目，水洗，乙醇出油；最后在碳钢圆柱与环氧树脂的接触 界面涂覆一层厚度为Imm的硅橡胶，得到碳钢电极。实施例4将碳钢加工成高为9毫米，截面直径为7毫米的碳钢圆柱；用400 4000目砂纸 将碳钢圆柱的表面逐级抛光；接着将碳钢圆柱的一截面焊接铜线，然后用环氧树脂将碳钢 圆柱及焊接口密封住，待环氧树脂固化成型后，将碳钢的另一截面磨出作为工作面，工作面 在使用前用砂纸逐级打磨至4000目，水洗，乙醇出油；最后在碳钢圆柱与环氧树脂的接触 界面涂覆一层厚度为2mm的硅橡胶，得到碳钢电极。实施例5本发明碳钢电极耐缝隙腐蚀测试采用经典三电极体系，以Pt电极对电极，饱和甘汞电极为参比电极，以实施例1经 过硅橡胶处理后的碳钢电极和未经过硅橡胶处理的普通碳钢电极为工作电极。体系为含有 0. 3mol/L的饱和氢氧化钙溶液。测试结果如图2和图3所示。经过硅橡胶处理的碳钢电极，电势扫描范围明显高 于未经过硅橡胶处理的碳钢电极。从显微图片中可以看出，未经过硅橡胶处理的碳钢电极 发生缝隙腐蚀，而经过硅橡胶处理的碳钢电极未出现缝隙腐蚀。这是由于硅橡胶硫化过程中能够与碳钢发生作用，生成共价键，增强了硅橡胶与金属的结合力。实验结果表明采用硅橡胶处理的碳钢电极能够有效防止缝隙腐蚀的发生，提高 电化学测试结果的准确性。上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的 限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化， 均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种碳钢电极，其特征在于该碳钢电极包括碳钢、环氧树脂、硅橡胶和铜线；所述碳钢和硅橡胶的接触界面涂覆一层环氧树脂。
2.根据权利要求1所述的碳钢电极的制备方法，其特征在于包括以下操作步骤将碳钢加工成碳钢圆柱；用400 4000目砂纸将碳钢圆柱的表面逐级抛光；接着将碳 钢圆柱的一截面焊接铜线，然后用环氧树脂将碳钢圆柱及焊接口密封住，待环氧树脂固化 成型后，将碳钢的另一截面磨出作为工作面，工作面在使用前用砂纸逐级打磨至4000目， 水洗，乙醇出油；最后在碳钢圆柱与环氧树脂的接触界面涂覆一层硅橡胶，得到碳钢电极。
3.根据权利要求2所述的碳钢电极的制备方法，其特征在于所述碳钢圆柱的高为 5 10毫米，截面直径为6 8毫米。
4.根据权利要求2所述的碳钢电极的制备方法，其特征在于所述硅橡胶的厚度为 1 2mm。
全文摘要
本发明公开了一种碳钢电极及其制备方法。该碳钢电极由碳钢，环氧树脂，硅橡胶和铜线构成。制备方法包括以下步骤将碳钢加工成碳钢圆柱；用400～4000目砂纸将碳钢圆柱的表面逐级抛光；接着将碳钢圆柱的一截面焊接铜线，然后用环氧树脂将碳钢圆柱及焊接口密封住，待环氧树脂固化成型后，将碳钢的另一截面磨出作为工作面，工作面在使用前用砂纸逐级打磨至4000目，水洗，乙醇出油；最后在碳钢圆柱与环氧树脂的接触界面涂覆一层厚度为1～2mm的硅橡胶，得到碳钢电极。所述碳钢圆柱的高为5～10毫米，截面直径为6～8毫米。本发明的碳钢电极能够有效避免缝隙腐蚀的发生，提高电化学测试结果的准确性。
文档编号G01N27/30GK101957340SQ20101028062
公开日2011年1月26日 申请日期2010年9月14日 优先权日2010年9月14日
发明者曾丽珍, 李伟善, 詹国良, 赵少飞, 邓旭华 申请人:广东基础新世纪混凝土有限公司;华南师范大学