Korrosions-Messzellen und Elektroden

  • Delaminationsmesszelle
  • Devanathanzelle
  • KMZ 3/5
  • IPS FlatCell
  • ZRA-FlatCell
  • Referenzelektroden
  • Gegenelektroden
  • Zwischengefäße

Delaminationsmesszelle

Die Delaminationsmesszelle ist eine Eigenentwicklung. Mit Deckel, Boden und heizbarem doppelwandigem Glaszylinder ist diese Messzelle vorzugsweise für mehrlagige beschichtete Bleche geeignet. Schwerpunkt der Analyse sind hier meist die tieferen Beschichtungslagen wenn die äussere Decklage beschädigt wurde (z.B. Steinschlag).

Es gibt noch eine weitere Ausführung der Delaminationsmesszelle. Diese besitzt nur einen Deckel zum Einsetzen der Elektroden, während die Unterseite mit Silikon auf der Probe fixiert wird. Diese Art der Zelle wird dann eingesetzt, wenn aufgrund der Rauhigkeit der Beschichtung ein O-Ring als Dichtung nicht verwendet werden kann. Einsatzgebiete sind häufig die Tests auf kathodische Unterwanderung (cathodic disbonding, CD).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Devanathanzelle

Die eigenentwickelte Devanathanzelle stellt ein geeignetes Instrument zur Messung der Wasserstoffpermeation durch ein (Stahl-)Blech dar.

Die Devanathanzelle besteht aus zwei Messzellen, die über eine semipermeable Wand bzw. Membran verbunden sind. Ersetzt man diese Membran durch eine Metallprobe (z.B. Stahlblech), kann die Permeation von Wasserstoff, der in der Probe in der einen Messzelle erzeugt wird, in der zweiten Zelle gemessen werden.

 

KMZ 3/5

Als Korrosionsmesszellen liefern wir die Typen KMZ 3 und KMZ 5. Beide Messzellen sind Dreielektroden-Messzellen für potentiostatische/dynamische und galvanostatische/dynamische Messungen zur Untersuchung des Korrosions-verhaltens metallischer Werkstoffe.

Die Messzelle KMZ 5 kann mittels doppelwandigem Glasbehälter thermostatiert werden. Damit steht für derartige Messungen auch bei höheren Temperaturen eine komplette Messanordnung zur Verfügung. Die Messzellen-Einbauplatte enthält Normschliffbohrungen (NS) für die Aufnahme von Arbeits- und Gegen-elektrode sowie Zwischengefäß mit Bezugselektrode und Elektrolytbrücke einschließlich Haber-Luggin-Kapillare. Ihre praxisgerechte Ausführung und flexible Anwendung für unterschiedlichste Aufgabenstellungen zeichnet diese Messzelle besonders aus.

Im Bedarfsfall ergänzen wir die Zelle mit speziellen Zwischengefäßen, welche als Zwischengefäß für die Bezugselektrode dienen und in der Handhabung deutlich einfacher sind als die mitgelieferte Salzbrücke.

 

 

 

 

 

Technische Daten:

Zellgefäß

Glas; max. 130 x 130mm

KMZ 5: doppelwandig mit Schlauchanschluss

Fassungsvermögen max. 500ml
Einbauplatte ca. 120mm
Arbeitstemperatur

KMZ 3: max. 50°C

KMZ 5: max. 110°C

Probenhalterung PP; NS-29
Gegenelektrode NS-24; Platinblech 4cm²
Gasein- und ableitung Glasrohr; NS-14,5
Bezugselektrode

KE10 / NSK 7 (Kalomel, 60°C)

SE10 / NSK 7 (Ag / AgCl)

Stromschlüssel mit Haber-Luggin-Kapillare zweiteilig; NS-19 / NS-7
Zwischengefäß Glasteil; NS 29
Material

KMZ 3: PVC, PP, Glas

KMZ 5: PP, Glas

 

Lieferumfang:

Messzelle KMZ 3 oder KMZ 5 komplett mit:

Probenhalterung (AE), Gegenelektrode, Bezugselektrode (Kalomel), Stromschlüssel, Zwischengefäß, Gasein- und ableitung.

(Optional erhältlich: Bezugselektrode (Ag / AgCl), KPG-Rührer)

Das oben abgebildete Thermometer gehört nicht zum Lieferumfang!

 

IPS FlatCell

Die IPS FlatCell ist eine Eigenentwicklung und dient der Untersuchung von Flachproben, die seitlich angeflanscht werden. Im Gegensatz zu den bisher auf dem Markt verfügbaren Zellen dieser Art ist unsere mit einem doppelwandigen Glasgefäß ausgestattet, so das damit die Zelle heizbar ist. Der erste Kunde hat damit temperaturabhängig die Impedanz von beschichteten Proben mit einem plausiblen und reproduzierbarem Ergebnis vermessen.

Die Zelle ist robust aufgebaut. Die Gegenelektrode besteht aus platiniertem Titan, ist mit einer 4mm Bohrung für Standard Bananenstecker versehen und ist in den Kunststoff eingeschraubt. Die Kontaktierung erfolgt durch einfaches Einstecken eines Bananensteckers.

Gesamtansicht der FlatCell

An der Frontseite wird das Probenblech zwischen den Verschraubungen eingeschoben und über eine Schraube festgeklemmt. Die Schraube geht durch ein Messingstück, welches an den seitlichen Verschraubungen fixiert ist. Sollten größere Bleche eingesetzt werden, dann kann auch ein U-Blech unten angesetzt und die oberen Schrauben versenkt werden. Dann kann von oben ein größeres Blech eingesetzt werden. Die Fixierschraube für die Probe ist ebenfalls mit einer 4mm Bohrung versehen, so dass auch hier ein einfacher Bananenstecker zur Kontaktierung genügt.

Die Bezugselektrode wird von oben in die Kunststoffplatte eingesetzt, die Spitze endet unmittelbar vor dem Probenblech. Dadurch sind im Glas keine Durchführungen. Einzig die beiden Glasverschraubungen zur Thermostatisierung sind in dem Außenmantel des Glasgefäßes.

Probenblech an der FlatCell

 

ZRA-FlatCell

Die ZRA-FlatCell ist eine modifizierte IPS FlatCell. Der Grundgedanke dabei ist, diese Zelle zur Messung des Kurzschlussstromes zwischen zwei Proben zu verwenden.

So kann auf beiden Seiten eine Arbeitselektrode angeklemmt und dann mit einem ZRA zum Messen des Kurzschlussstromes verbunden werden. Natürlich kann diese Anordnung auch zur Messung des elektrochemischen Stromrauschens verwendet werden.

Es ist auch denkbar, auf der einen Seite eine Gegenelektrode und auf der anderen Seite eine Arbeitselektrode anzuflanschen. Die Einfüllöffnung kann zum Eintauchen einer Bezugselektrode verwendet werden. Damit wäre diese Zelle auch eine ganz normale, nicht heizbare Flatcell.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Referenzelektroden

Als Standard-Referenzelektroden bieten wir zwei Glaselektroden in kurzer und langer Bauform mit einem NS7 Schliff in den Varianten Kalomel, Ag/AgCl, Hg/HgSO4 und Hg/HgKOH an. Diese Elektroden sind mit einer 4mm Bananenbuchse ausgestattet und passen in das Zwischengefäß der KMZ3/5.

Bild mit zwei Referenzelektroden

Außerdem haben wir für unsere Zellgefäße zur rotierenden Elektrode eigene Zwischengefäße anfertigen lassen, die als Stromschlüssel und Kappilare dienen und ebenfalls für die o.g. Referenzelektroden geeignet sind.

Bild einer Referenzelektrode mit Zwischengefäß

 

Darüber hinaus haben wir sie auch schon in Zellen und Aufbauten verwendet, bei denen sie direkt in den Elektrolyten getaucht werden. Das Keramikdiaphragma an der Spitze der Elektrode bietet einen guten Schutz auch bei direkter Berührung mit dem Elektrolyten. Wollen Sie chloridfrei messen, dann empfiehlt sich natürlich die Verwendung eines Zwischengefäßes und einer Hg/HgSo4 Elektrode.

Neben diesen Elektroden bieten wir auch eine Wasserstoffelektrode vom Typ Hydroflex.

Die HydroFlex ist nicht größer als ein Kugelschreiber, sie arbeitet ohne inneren flüssigen Elektrolyten und ist in vielen Lösungen nacheinander einsetzbar.

Mit 12 cm Länge ist sie gerade mal so groß wie ein Kugelschreiber und dadurch sehr handlich. Der Schaft hat einen Durchmesser von ca. 8 mm.
Der Kopf der HydroFlex besteht aus beständigem Kunststoff (PMMA) und der Schaft aus PTFE.
Den PTFE-Schaft können sie in Messlösungen bis zu einer Temperatur von 210°C einsetzen. Die Umgebungstemperatur für den Kopf sollte 50 °C nicht überschreiten.
HydroFlex ist in vielen Messlösungen nacheinander einsetzbar. Verbietet sich z.B. die Benutzung von Hg/HgO-Referenzen in Säuren oder Ag/AgCl in Laugen, kann die HydroFlex z.B. aus der Schwefelsäure genommen und in einer anderen Lösung wie z.B. Kalilauge eingesetzt werden.
Funktioniert ohne inneren, flüssigen Elektrolyten und ohne zusätzliche Elektrolytbrücke. Der Eintrag unerwünschter Ionen ist damit nicht mehr möglich.
Durch eine interne Wasserstoffversorgung wird keine extra Wasserstoff-Flasche benötigt. Die Wasserstoffversorgung funktioniert über eine austauschbare Cartridge.
Für das direkte Einbringen in Batteriezellen haben wir ein spezielles Zwischengefäß mit schmaler Spitze anfertigen lassen.
Bild einer Wasserstoff-Referenzelektrode

 

 

Gegenelektroden

Als Gegenelektrode liefern wir als Standard zur KMZ3/5 einen Glaskörper mit NS 24, einem Platinblech mit 24 cm² und einer 4mm Bananenbuchse. Für die Messzellen zu unseren rotierenden Elektroden liefern wir einen runden Glaskörper mit 2mm Bananenbuchse und ein rundes Platinblech mit 2cm Durchmesser, das über einen 70mm langen Platindraht kontaktiert wird.

Dieser Draht gibt dem System eine höhere Flexibilität. So kann durch geschicktes Biegen das Blech auf den Boden der Messzelle direkt unter die rotierende Elektrode platziert werden. In speziellen Fällen haben wir auch die Standardelektrode schon mit dieser Drahtverlängerung geliefert.

Bei speziellen Anwendungen wir z.B. für einfache Zellen zur Messung der kathodischen Unterwanderung haben wir Gegenelektroden aus platiniertem Titan in Stabform geliefert.

Die aktive Länge dieser Elektrode ist 150mm, der Durchmesser ist 6mm, prinzipiell sind diese Abmessungen beliebig.

Für spezielle Glasgefäße in besonderer Höhe haben wir ein solches Teil auch schon mal verlängert, in Kunststoff eingebettet und mit einem Normschliffstopfen bestückt, damit das Teil einfach in den Deckel eingesetzt werden kann.

 

Für rotierende Zylinderelektroden bzw. rotierende Scheibenelektroden, für die ein höherer Strom benötigt wird, haben wir auch schon Elektroden wie auf den folgenden Bildern geliefert.

 

 

Zwischengefäße

Zwischengefäße haben wir schon in verschiedenster Bauart geliefert. So zeigt das folgende Bild ein Standardzwischengefäß für die Messzelle zu unserer rotierenden Elektrode. Der Kopf hat einen NS7 für die Standardbezugselektrode, der Glaskörper einen Außendurchmesser von 12mm und das Diaphragma an der Spitze zeigt nach oben. Für rotierende Zylinderlektroden habe wir das auch schon seitlich eingesetzt, damit die Spitze direkt vor den Elektroden positioniert werden kann.

Dieses Zwischengefäß wird entweder mit einem gebohrten Normschliffstopfen oder mit einer Pressverschraubung in den Deckel eingesetzt. Dadurch kann das Zwischengefäß in der Höhe verschoben werden, was eine exakte Positionierung ermöglicht.

Das folgende Bild zeigt ein ähnliches Zwischengefäß, jedoch mit NS14,5 für Standarddeckel. Es kann auch in der KMZ3/5 verwendet werden und bietet so eine vereinfachte Möglichkeit der Einbringung der Bezugselektroden.

 

Das nächste Bild zeigt ein Zwischengefäß, das speziell für die Hydroflex Bezugselektrode angefertigt wurde. Die Messung sollte in einer Autobatterie zwischen den Lamellen durchgeführt werden. Über die schmale Spitze dieses Zwischengefäßes lässt sich der Messpunkt auch in engen Bereichen gut positionieren.

 

 

 

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