无测量装置可连续控制电解液深度的电解池及其调节方法

950 编辑：管理员来源：常熟市新达模塑成型有限公司

2024-03-12 17:21:48

权利要求书： 1.一种无测量装置可连续控制电解液深度的电解池，包括电解池本体(1)，其特征在于：所述电解池本体(1)的侧壁开设有电解液调节观察室(4)，所述电解液调节观察室(4)中安装有电解液调节装置和电解液控制装置；

所述电解液调节装置包括与电解池本体(1)连通的储液筒(5)，所述储液筒(5)中设置有与储液筒(5)滑动连接的活塞(6)，所述活塞(6)远离电解池本体(1)的一端固定连接有穿过储液筒(5)和电解液调节观察室(4)沿伸至电解液调节观察室(4)外的活塞轴(8)。

2.根据权利要求1所述的无测量装置可连续控制电解液深度的电解池，其特征在于：所述电解池本体(1)的内底面积是储液筒(5)活塞(6)前端面积的整数倍。

3.根据权利要求2所述的无测量装置可连续控制电解液深度的电解池，其特征在于：所述电解池本体(1)的内底面积是储液筒(5)活塞(6)前端面积为的10倍。

4.根据权利要求1所述的无测量装置可连续控制电解液深度的电解池，其特征在于：所述电解液控制装置包括与活塞轴(8)固定连接的千分尺(9)。

5.根据权利要求4所述的无测量装直可连续控制电解液深度的电解池，其特征在于：所述电解液调节观察室(4)的侧壁上设置有用于固定千分尺(9)的定位支架。

6.根据权利要求1所述的无测量装置可连续控制电解液深度的电解池，其特征在于：所述储液筒(5)采用PFA塑料制成。

7.根据权利要求6所述的无测量装置可连续控制电解液深度的电解池，其特征在于：所述储液筒(5)的筒身设置有刻度线，所述刻度线的分度值为10μm。

8.根据权利要求1所述的无测量装置可连续控制电解液深度的电解池，其特征在于：所述电解液调节观察室(4)侧壁上开设用于观察电解液调节装置的工作状态的观察窗(10)。

9.一种无测量装置可连续控制电解液深度的电解池的电解液深度调节方法，应用权利要求1所述的一种无测量装置可连续控制电解液深度的电解池，其特征在于，包括：S1、在电解池本体(1)的载物台中放置待加工件，向电解池本体(1)中加入电解液(2)至代加工件表面；

S2、转动千分尺(9)，调节电解池中电解液(2)的高度。

10.根据权利要求9所述的一种无测量装置可连续控制电解液深度的电解池的电解液深度调节方法，其特征在于：所述S2中千分尺(9)转动一圈，电解池本体(1)中的电解液(2)下降1μm。

说明书：一种无测量装置可连续控制电解液深度的电解池及其调节方法

技术领域[0001] 本发明涉及金属腐蚀技术领域，具体涉及一种控制金属表面电解质层深度的电解池装置及其调节方法。背景技术[0002] 金属在电解质溶液中的腐蚀是一个复杂的氧化还原过程，其中吸氧腐蚀在腐蚀过程中占据重要地位。空气中的氧通过电解质与空气界面溶解进电解质溶液中，再通过扩散到达金属表面并发生吸氧腐蚀。到达金属表面的氧越多，金属发生吸氧腐蚀的程度就越剧烈。氧在电解质溶液中的传输与电解质溶液的深度密切相关，金属表面的电解质层的深度越深，氧扩散到达金属表面的过程就越困难，金属的吸氧腐蚀速度也越慢。[0003] 本申请人进行了检索，然而在己公开的中国专利文献中未见诸无需测量就能精确连续控制金属表面电解液深度的电解池的技术启示，现有公开的金属表面电解液深度的控制装置要么将金属置于电解池中通过金属表面电解质逐渐蒸发来控制金属表面的电解液深度，要么向电解池中倒入电解质，然后用测量装置测量金属表面的电解液深度。通过电解质逐渐蒸发来控制金属表面的电解液深度方法不仅时间长，而且金属表面电解液深度无法精确保证，通过向电解池中倒入电解质，然后用测量装置测量金属表面的电解液深度，需要每次倒入一定量的电解质，然后再用繁杂的检测设备测量金属表面的电解液深度，该方法不仅要间歇性的向电解池中倒入电解质溶液，而且每次倒入的量无法控制，并且要不间断的测量电解质溶液的深度。该方法不仅要复杂的测量装置，而且还无法连续控制金属表面电解液深度，不利于电解液深度对金属腐蚀影响的有关实验的研究。因此，需要提供一种无需测量就能精确连续控制金属表面电解液深度的电解池。发明内容[0004] 针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种无测量装置可连续控制电解液深度的电解池及其调节方法，具有能够精确连续控制金属表面电解液深度的优点。[0005] 为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种无测量装置可连续控制电解液深度的电解池，包括电解池本体，电解池本体

的侧壁开设有电解液调节观察室，电解液调节观察室中安装有电解液调节装置和电解液控制装置；

电解液调节装置包括与电解池本体连通的储液筒，储液筒中设置有与储液筒滑动

连接的活塞，活塞远离电解池本体的一端固定连接有穿过储液筒和电解液调节观察室沿伸至电解液调节观察室外的活塞轴。

[0006] 采用上述技术方案，通过拉动活塞轴，能够控制储液筒内的活塞运动，从而使储液筒吸取或者放出电解液，从而控制电解池中电解液的深度，结构简单操作方便。[0007] 进一步，电解池本体的内底面积是储液筒活塞前端面积的整数倍。[0008] 采用上述技术方案，通过将储液筒活塞的前端面积设置为电解池本体的内底面积的整数倍，便于进一步精准地量化控制电解池的电解液深度，当活塞移动一定距离后，电解池深度改变整数倍分之一的活塞移动距离，有助于进一步提高调节的便利性。[0009] 进一步，电解池本体的内底面积是储液筒活塞前端面积的10倍。[0010] 采用上述技术方案，当电解池本体的内底面积是储液筒活塞前端面积的10倍时，活塞前进或后退10μm，电解液深度上升或下降1μm，有助于进一步精准地量化控制电解液深度，使操作更加便利。[0011] 进一步，电解液控制装置包括与活塞轴固定连接的千分尺。[0012] 采用上述技术方案，通过千分尺控制活塞移动，当转动千分尺时，活塞会在活塞轴的带动下，与千分尺保持同步运动，从而实现精准地控制活塞的运动，同时还能够通过千分尺的刻度，精准地读出此时的电解液深度，有助于进一步提高操作便利性。[0013] 进一步，电解液调节观察室的侧壁上设置有用于固定千分尺的定位支架。[0014] 采用上述技术方案，通过设置定位支架，能够牢固地安装千分尺，从而使千分尺的操作更加简便，有助于保证千分尺调节的精确性。[0015] 进一步，储液筒采用PFA塑料制成。[0016] 采用上述技术方案，采用PFA塑料制作储液筒，PFA为透明塑料，便于观察储液筒内活塞的移动状态，便于快速发现装置故障，从而在第一时间进行维修；同时PFA耐酸碱侵蚀，能够保证装置的稳定运行，延长装置的使用寿命。[0017] 进一步，储液筒的筒身设置有刻度线，刻度线的分度值为10μm。[0018] 采用上述技术方案，通过筒身设置的刻度线，能够快速读出此时的电解液深度，有助于使装置的操作更加简便。[0019] 进一步，电解液调节观察室侧壁上开设用于观察电解液调节装置的工作状态的观察窗。[0020] 采用上述技术方案，便于快速观察储液筒的状况，使装置的操作更加简便。[0021] 9、一种无测量装置可连续控制电解液深度的电解池的电解液深度调节方法，应用权利要求1的一种无测量装置可连续控制电解液深度的电解池，包括：S1、在电解池本体的载物台中放置待加工件，向电解池本体中加入电解液至代加

工件表面；

S2、转动千分尺，调节电解池中电解液的高度。

[0022] 采用上述技术方案，无需测量装置，通过旋转千分尺并根据千分尺上的读数就可以直接读出电解池中电解质液面升高或降低的数值，从而控制电解池中金属表面的电解液深度，操作方法简单。[0023] 进一步，S2中千分尺转动一圈，电解池本体中的电解液下降1μm。[0024] 采用上述技术方案，可以快速控制金属表面电解液深度，其控制精度达到1μm。[0025] 综上所述，本发明具有以下有益效果：1.电解池结构简单，其调节方法简单方便，可以控制金属表面电解液深度的精度达到1μm；

2.通过旋转千分尺并根据千分尺上的读数就可以直接读出电解池中电解质液面

升高或降低的数值，效果直观；

3.工作稳定，维护周期长，使用寿命长。

附图说明[0026] 图1为本发明中一种无测量装置可连续控制电解液深度的电解池结构示意图；图2为本发明中纯铜电极表面不同深度的电解质对腐蚀过程中极化曲线的影响

图；

图3为本发明中纯铜电极表面不同深度的电解质对腐蚀过程中阻抗谱曲线的影响

图。

[0027] 图中：1、电解池本体；2、电解液；3、铜式样；4、观察室；5、储液筒；6、活塞；7、固定支架；8、活塞轴；9、千分尺；10、观察窗。具体实施方式[0028] 下面结合附图及实施例，对本发明进行详细描述。[0029] 本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。其中实施例1为一种无测量装置可连续控制电解液深度的电解池和一种无测量装置可连续控制电解液深度的电解池的电解液深度调节方法的具体实施方式，实施例2和实施例3为实施例1的实验例。[0030] 实施例1参见图1，一种无测量装置可连续控制电解液深度的电解池，包括电解池本体1，电解池本体1的侧壁开设有电解液调节观察室4，电解液调节观察室4中安装有电解液调节装置和电解液控制装置。

[0031] 具体的，参见图1，电解池本体1为一个矩形的耐酸碱池体，其底面的面积为4m2。电解池本体1内的中心位置处设置有与电解池本体1的底部固定连接的载物台，载物台为圆柱形柱体。电解液调节观察室4设置在电解池本体1旁，且与电解池本体1固定连接，电解液调节装置包括与电解池本体1连通的储液筒5，储液筒5和电解池本体1连通，储液筒5采用PFA2

塑料制成。储液筒5中设置有与储液筒5滑动连接的活塞6，活塞6的前端面积为0.4m ，活塞

6远离电解池本体1的一端固定连接有活塞轴8，活塞轴8穿过储液筒5和电解液调节观察室4沿伸至电解液调节观察室4外。活塞轴8处于电解液调节观察室4外的一端固定连接有千分尺9，活塞轴8和千分尺9同轴设置。电解液调节观察室4的侧壁上设置有用于固定千分尺9的定位支架。定位支架为L型板，千分尺9从定位支架中穿出。储液筒5的筒身上沿活塞6的移动方向设置有刻度线，所述刻度线的分度值为10μm。电解液调节观察室4侧壁上开设用于观察电解液调节装置的工作状态的观察窗10。

[0032] 一种无测量装置可连续控制电解液深度的电解池的电解液深度调节方法，其具体步骤如下：S1、将待电镀的元件放置在电解池中的载物台上，然后连接电解电极。

[0033] S2、向电解池中注入生产所需要的电解液2，使电解池中的电解液2的液面高度和待镀元件的高度相同，使电解液2恰好没过待镀件。[0034] S3、将千分尺9调为0点，然后顺时针旋转千分尺9手柄，通过活塞轴8、活塞6推动储液筒5中的电解液2通过电解池侧壁上的孔进入电解池，此时千分尺9的读数的0.1倍即为待镀件表面电解液2的深度。[0035] S4、电镀完成后，逆时针旋转千分尺9的手柄，使千分尺9归零，从电解池中取出已经加工完成的元件。[0036] 实施例2：纯铜试样表面不同深度的电解质对腐蚀过程中极化曲线的影响：

用纯铜通过线切割把铜板切割成尺寸为10mm×10mm×4mm的试样，再把两个相同

的试样嵌入环氧树脂中分别作为工作电极和对电极。每个电极的背面都焊接了一根导线。

在测试之前，电极表面用砂纸打磨至2000目，然后用金刚石膏抛光至镜面光亮，再用乙醇超声波清洗并用冷风吹干。然后把电极安装在电解池中，如图l所示。向电解池中注入3.5%的氯化纳溶液，使电解池中的电解质液面高度和纯铜试样的高度相同。控制纯铜表面的电解液深度的方法为：首先把千分尺9调为0点，然后顺时针旋转千分尺9的手柄，通过活塞轴8、活塞6推动储液筒5中的电解液2通过电解池侧壁上的孔进入电解池，此时千分尺9的读数的

0.1倍即为纯铜试样表面电解液2的深度。通过五次顺时针旋转千分尺9手柄得到纯铜试样表面电解液2的深度分别100、150、200、250、300μm。然后来用双电极测试极化曲线随纯铜表面电解液深度的变化规律。所得结果如图2所示。从结果可以看出，纯铜表面电解液深度对纯铜腐蚀的极化曲线有显著影响。结果说明该电解池对金属表面电解液深度的调节的有效性。

[0037] 实施例3：纯铜试样表面不同深度的电解质对腐蚀过程中阻抗谱的影响：

用纯铜通过线切割把铜板切割成尺寸为10mm×10mm×4mm的试样，再把两个相同

的试样嵌入环氧树脂中分别作为工作电极和对电极。每个电极的背面都焊接了一根导线。

在测试之前，电极表面用砂纸打磨至2000粒，然后用金刚石膏抛光至镜面光亮，再用乙醇超声波清洗并用冷风吹干。然后把电极安装在电解池中，如图1所示。向电解池中注入3.5%的氯化纳溶液，使电解池中的电解质液面高度和纯铜试样的高度相同。控制纯铜表面的电解液深度的方法为：首先把千分尺9调为0点，然后顺时针旋转千分尺9的手柄，通过活塞轴8、活塞6推动储液筒5中的电解液2通过电解池侧壁上的孔进入电解池，此时千分尺9的读数的

0.1倍即为纯铜试样表面电解液2的深度。通过五次顺时针旋转千分尺9手柄，得到纯铜试样表面电解液2的深度分别100、150、200、250、300μm。然后采用双电极测试阻抗谱随纯铜表面电解液深度的变化规律。所得结果如图3所示。从结果可以看出，纯铜表面电解液深度对纯铜腐蚀的阻抗谱有显著影响。结果说明该电解池对金属表面电解液深度的调节的有效性。

[0038] 综上所述：参见图2、图3，根据实施例2和实施例3所做实验得出的数据可发现，通过本装置进行电解液深度调节后，纯铜式样3表面的阻抗谱和极化曲线都有明显变化，因此该电解池能够有效地调节金属表面地电解液深度。

[0039] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。