專利名稱：一種腐蝕產(chǎn)物膜磨損性能及腐蝕電化學(xué)測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)和電化學(xué)測試技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了一種腐蝕產(chǎn)
物膜在磨損條件下電化學(xué)測試裝置。適用于對不同腐蝕環(huán)境下形成的腐蝕產(chǎn)物在
磨損過程中的電化學(xué)參數(shù)進(jìn)行測試，并可以測量腐蝕產(chǎn)物膜的耐磨損性能。另外
該裝置可以實(shí)現(xiàn)不同腐蝕環(huán)境的模擬。
背景技術(shù)：
覆蓋完整且致密的腐蝕產(chǎn)物膜具有減緩腐蝕，保護(hù)基體金屬的作用，但是在
實(shí)際使用過程中基體金屬表面的腐蝕產(chǎn)物膜常常會(huì)受到磨損的作用，很容易減薄
甚至破裂，使基體金屬腐蝕速度增大，例如貨車車廂，橋板、船板、管道內(nèi)壁等。
腐蝕產(chǎn)物膜自身的磨損性能及磨損中的電極過程是決定金屬磨損腐蝕性能的兩
個(gè)重要方面。明確腐蝕產(chǎn)物膜的磨損行為和磨損過程中電化學(xué)過程特點(diǎn)，對于掌
握腐蝕產(chǎn)物膜的耐磨損性能，認(rèn)識腐蝕產(chǎn)物膜對基體金屬電化學(xué)腐蝕過程的作用
具有重要的意義。目前典型的腐蝕磨損試驗(yàn)機(jī)是W. P. Rengstorff等建立的帶有
液槽的銷板式往復(fù)運(yùn)動(dòng)摩擦試驗(yàn)機(jī)(G.W.P. Rengstorff, K. Miyoshi, D.H. Buckley,
Trans. ASLE. 1984, 20(1): 43)，后來經(jīng)中國科學(xué)院金屬研究所姜曉霞等逐步完善，
可以測量不同腐蝕介質(zhì)中金屬基體的摩擦磨損性能(姜曉霞，李詩卓，李曙，金
屬的腐蝕磨損，北京化學(xué)工業(yè)出版社，2003)。另外還有腐蝕與磨損同步測量
裝置(王安泰，陶璘，楊燕怡， 一種腐蝕與磨損同步測量裝置，國家知識產(chǎn)局，
專利號87214788)，腐蝕與磨損交互作用動(dòng)態(tài)測量裝置(黃偉九，劉明，李兆峰，
一種腐蝕與磨損交互作用動(dòng)態(tài)的測量裝置，國家知識產(chǎn)權(quán)局，專利號
200620111395.3)等，但是這些都是對鋼基體的腐蝕磨損性能的測量，缺少可同
時(shí)測量不同腐蝕環(huán)境中形成的腐蝕產(chǎn)物膜的磨損性能和電化學(xué)行為的測試裝置，
這對于認(rèn)識腐蝕產(chǎn)物膜的耐磨損性能和腐蝕產(chǎn)物膜對磨損中的電化學(xué)反應(yīng)過程
的影響帶來了限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供腐蝕產(chǎn)物膜磨損性能及腐蝕電化學(xué)測試裝置。該 裝置可實(shí)現(xiàn)對不同腐蝕環(huán)境下所形成的腐蝕產(chǎn)物膜磨損過程中基體金屬腐蝕的 電化學(xué)信號測試，可以方便準(zhǔn)確地測量磨損條件下腐蝕產(chǎn)物膜覆蓋金屬的腐蝕電化學(xué)行為。
本發(fā)明由電機(jī)、密封蓋、旋轉(zhuǎn)圓盤、摩擦塊，試樣臺、三電極電化學(xué)測試系 統(tǒng)等主要部分組成，外接電化學(xué)測試儀器和恒溫水浴。
電機(jī)1與旋轉(zhuǎn)圓盤9通過連軸器24相連，電機(jī)1的四個(gè)底腳螺絲23插入密 封蓋內(nèi)以固定電機(jī)l，電機(jī)調(diào)速器2用以調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)圓盤9的轉(zhuǎn)速。電機(jī)l通過聯(lián) 軸器24與旋轉(zhuǎn)圓盤9相連，摩擦塊11通過摩擦塊夾具10固定在旋轉(zhuǎn)圓盤9上， 通過旋轉(zhuǎn)圓盤9的帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，對帶有腐蝕產(chǎn)物膜的磨損試樣12和帶有腐蝕產(chǎn)物 膜的電化學(xué)測試試樣25進(jìn)行磨損。帶有腐蝕產(chǎn)物膜的磨損試樣12和帶有腐蝕產(chǎn) 物膜的電化學(xué)試樣25,分別放置位于試樣夾具13上的磨損試樣槽27和電化學(xué) 試樣槽32處。帶有腐蝕產(chǎn)物膜電化學(xué)測試試樣25作為工作電極，固定在電化學(xué) 試樣槽31中，其連接導(dǎo)線21從電化學(xué)試樣導(dǎo)線槽31中引出，鉑絲26作為輔助 電極，放在鉑絲槽29內(nèi)，環(huán)繞在電化學(xué)測試試樣25的周圍，鉑絲導(dǎo)線20通過 鉑絲導(dǎo)線槽30引出。飽和甘汞電極18、電化學(xué)測試試樣25和鉑絲26構(gòu)成三電 極體系，通過導(dǎo)線與外加電化學(xué)測試系統(tǒng)相連，測量腐蝕產(chǎn)物膜不同磨損狀態(tài)下 的電化學(xué)試樣25的電化學(xué)參數(shù)。
所述磨損試樣12和電化學(xué)測試試樣25低于實(shí)驗(yàn)箱中溶液16表面5 10cm。
所述試樣夾具13固定在試樣臺14上，并裝有多個(gè)帶有腐蝕產(chǎn)物膜的磨損試 樣12和一個(gè)電化學(xué)試樣25。
在密封蓋5上面留有進(jìn)氣口 3和排氣口 19。在密封蓋5與法蘭7接觸的部位 除了螺釘4外，加了 0型圈6進(jìn)行密封。摩擦塊11的旋轉(zhuǎn)對帶有腐蝕產(chǎn)物膜的 試樣12進(jìn)行磨損之后，通過稱量和計(jì)算磨損前后腐蝕產(chǎn)物膜的失重得到腐蝕產(chǎn) 物膜的磨損性能。
本裝置的有益效果是，可以使金屬或合金在特定的腐蝕環(huán)境中形成腐蝕產(chǎn)物 膜，并且能夠?qū)λ纬傻母g產(chǎn)物膜進(jìn)行磨損實(shí)驗(yàn)，測量所形成的腐蝕產(chǎn)物膜的 耐磨損性能，同時(shí)對磨損過程中有腐蝕產(chǎn)物膜覆蓋的試樣進(jìn)行電化學(xué)參數(shù)的測 量，得到腐蝕產(chǎn)物膜磨損不同時(shí)間后的電化學(xué)參數(shù)值。通過通入腐蝕性的氣體和 箱體里面的電解液可以用來模擬多種腐蝕環(huán)境。


圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。其中電機(jī)l、電機(jī)調(diào)速器2、進(jìn)氣口3、密封
4蓋螺釘4、密封蓋5、 0型圈6、法蘭7、旋轉(zhuǎn)圓盤螺釘8、旋轉(zhuǎn)圓盤9、摩擦塊 夾具IO、摩擦塊ll (4個(gè)且可更換)、帶有腐蝕產(chǎn)物膜的磨損試樣12、試樣夾 具13、試樣臺14、容器15、溶液16、鹽橋17、飽和甘汞電極18、排氣口19、 鉬絲導(dǎo)線20、電化學(xué)試樣導(dǎo)線21、飽和甘汞電極導(dǎo)線22、電機(jī)腳底螺絲23、聯(lián) 軸器24。
圖2三電極體系結(jié)構(gòu)圖(圖1中A區(qū))，其中帶有腐蝕產(chǎn)物膜的電化學(xué)試樣 25、鈾絲26。
圖3試樣夾具俯視圖，其中帶有腐蝕產(chǎn)物膜的磨損試樣槽27、螺釘28、鉑 絲槽29、鉑絲導(dǎo)線槽30、電化學(xué)試樣導(dǎo)線槽31、帶有腐蝕產(chǎn)物膜的電化學(xué)試樣 槽32。
具體實(shí)施例方式
制備帶有腐蝕產(chǎn)物膜試樣12，并對帶有腐蝕產(chǎn)物膜試樣12用精度為0. lmg 的電子分析天平進(jìn)行稱重。圖1和圖3所示，將制備好的帶有腐蝕產(chǎn)物膜試樣 12和帶有腐蝕產(chǎn)物膜的電化學(xué)試樣25分別固定在試樣夾具13上的磨損試樣槽 27和電化學(xué)試樣槽32處。圖2所示，電化學(xué)試樣25通過電化學(xué)試樣導(dǎo)線21引 出，鉑絲26放入電化學(xué)試樣25外側(cè)的鉑絲導(dǎo)線槽30中，由鉑絲導(dǎo)線20引出， 作為參比電極的飽和甘汞電極18放入鹽橋17中，電化學(xué)試樣25、鉑絲26、甘 汞電極18組成三電極體系。圖1所示，試樣夾具13固定在試樣臺14上，帶有 腐蝕產(chǎn)物膜的磨損試樣12共有5個(gè)，帶有腐蝕產(chǎn)物膜的電化學(xué)試樣25共1個(gè)， 分別放置在試樣臺14上面的試樣夾具13的磨損試樣槽27和電化學(xué)試樣導(dǎo)線槽 32處。將鉬絲導(dǎo)線20、電化學(xué)試樣導(dǎo)線21、飽和甘汞電極導(dǎo)線22連接到裝置 外的電化學(xué)測試儀器上，用摩擦塊夾具13將摩擦塊11固定在轉(zhuǎn)盤9上，再將旋 轉(zhuǎn)圓盤9通過聯(lián)軸器24與電機(jī)1相連。隨后向容器15中注入溶液16，直至液 面高出磨損試樣12和電化學(xué)試樣25的表面5cm，待溶液穩(wěn)定后，將帶有電機(jī)1 的密封蓋5蓋上，合理調(diào)節(jié)三電極的位置。最后打開電源，調(diào)節(jié)電機(jī)調(diào)速器2 的轉(zhuǎn)速，使旋轉(zhuǎn)圓盤9上的摩擦塊U以一定的速度對磨損試樣12和電化學(xué)試樣 25表面的腐蝕產(chǎn)物膜進(jìn)行磨損，外接的電化學(xué)測試系統(tǒng)可以對磨損不同時(shí)間后 電化學(xué)試樣25進(jìn)行電化學(xué)測試。當(dāng)磨損進(jìn)行到設(shè)定的時(shí)間后，取出帶有腐蝕產(chǎn) 物膜的磨損試樣12，對磨損試樣12除水后進(jìn)行再次稱量其重量，根據(jù)重量損失 計(jì)算腐蝕產(chǎn)物膜的耐磨損性能。利用密封蓋5、 0型圈6、進(jìn)氣口3和排氣口19可以根據(jù)測試需要，實(shí)現(xiàn)不同種類腐蝕性氣體在常壓下形成的腐蝕環(huán)境的模擬-
權(quán)利要求
1、一種腐蝕產(chǎn)物膜磨損性能及腐蝕電化學(xué)測試裝置，其特征在于，包括電機(jī)、密封蓋、旋轉(zhuǎn)圓盤、摩擦塊，試樣臺、三電極電化學(xué)測試系統(tǒng)、外接電化學(xué)測試儀器和恒溫水浴，電機(jī)(1)與旋轉(zhuǎn)圓盤(9)通過連軸器(24)相連，通過聯(lián)軸器(24)與旋轉(zhuǎn)圓盤(9)相連，摩擦塊(11)通過摩擦塊夾具(10)固定在旋轉(zhuǎn)圓盤(9)上，通過旋轉(zhuǎn)圓盤9的帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，對帶有腐蝕產(chǎn)物膜的磨損試樣(12)和帶有腐蝕產(chǎn)物膜的電化學(xué)測試試樣(25)進(jìn)行磨損；帶有腐蝕產(chǎn)物膜的磨損試樣(12)和帶有腐蝕產(chǎn)物膜的電化學(xué)試樣(25)分別放置在試樣夾具(13)的磨損試樣槽(27)和電化學(xué)試樣槽(32)處；帶有腐蝕產(chǎn)物膜電化學(xué)測試試樣(25)作為工作電極，固定在電化學(xué)試樣槽(31)中，其連接導(dǎo)線(21)從電化學(xué)試樣導(dǎo)線槽(31)中引出，鉑絲(26)作為輔助電極，放在鉑絲槽(29)內(nèi)，環(huán)繞在電化學(xué)測試試樣(25)的周圍，鉑絲導(dǎo)線(20)通過鉑絲導(dǎo)線槽(30)引出，飽和甘汞電極(18)、電化學(xué)測試試樣(25)和鉑絲(26)構(gòu)成三電極體系，通過導(dǎo)線與外加電化學(xué)測試系統(tǒng)相連，測量腐蝕產(chǎn)物膜不同磨損狀態(tài)下的電化學(xué)試樣(25)的電化學(xué)參數(shù)。
2、 如權(quán)利要求1所述的腐蝕產(chǎn)物膜磨損性能及腐蝕電化學(xué)測試裝置，其特 征在于，磨損試樣(12)和電化學(xué)測試試樣(25)低于試驗(yàn)箱中溶液(16)表面 5 10cm。
3、 如權(quán)利要求1所述的腐蝕產(chǎn)物膜磨損性能及腐蝕電化學(xué)測試裝置，其特 征在于，試樣夾具(13)固定在試樣臺(14)上，并裝有多個(gè)帶有腐蝕產(chǎn)物膜的 磨損試樣(12)和一個(gè)電化學(xué)試樣(25)。
全文摘要
一種腐蝕產(chǎn)物膜磨損性能及腐蝕電化學(xué)測試裝置，屬于腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)和電化學(xué)測試技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明由電機(jī)、密封蓋、旋轉(zhuǎn)圓盤、摩擦塊，試樣臺、三電極電化學(xué)測試系統(tǒng)、外接電化學(xué)測試儀器、恒溫水浴等主要部分組成，通過旋轉(zhuǎn)圓盤的旋轉(zhuǎn)摩擦塊對試樣進(jìn)行磨損，電化學(xué)測試采用三電極體系，電化學(xué)試樣作為工作電極，鉑絲作為參比電極，環(huán)繞在電化學(xué)試樣的周圍，與飽和甘汞電極構(gòu)成三電極體系。本裝置可以測量所形成的腐蝕產(chǎn)物膜的耐磨損性能，同時(shí)對磨損過程中有腐蝕產(chǎn)物膜覆蓋的試樣進(jìn)行電化學(xué)參數(shù)的測量，得到腐蝕產(chǎn)物膜磨損不同時(shí)間后的電化學(xué)參數(shù)值。
文檔編號G01N3/56GK101477010SQ200910076139
公開日2009年7月8日 申請日期2009年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月9日
發(fā)明者楊善武, 偉 柳, 賈月彩, 路民旭 申請人:北京科技大學(xué)