本發(fā)明屬于腐蝕設(shè)備，涉及一種基于溫濕度及薄液膜厚度控制電化學(xué)腐蝕實驗裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、目前，一般模擬大氣環(huán)境下薄液膜電化學(xué)腐蝕實驗裝置可以測試不同液膜厚度狀態(tài)下的鎂合金電化學(xué)腐蝕，但是裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，試樣更換操作不方便，并且不能同時模擬溫、濕度的變化。

2、例如中國專利申請cn109374520a公開了一種流動薄液膜下金屬大氣腐蝕電化學(xué)測試系統(tǒng)，包括機(jī)架、溶液控制裝置、流速控制裝置和電解池裝置；機(jī)架包括連接溶液控制裝置、流速控制裝置和電解池裝置的溶液管路；溶液控制裝置包括儲液容器、密封蓋、進(jìn)氣管、測試電極和出液管，進(jìn)氣管從進(jìn)氣孔延伸進(jìn)儲液容器中，測試電極和出液管均延伸進(jìn)儲液容器中，出液管與溶液管路連通；電解池裝置包括上蓋板、帶孔薄膜和下底板，上蓋板封裝有待測金屬電極，下底板封裝有參比電極、輔助電極，待測金屬電極與參比電極均與帶孔薄膜的通孔連通；下底板設(shè)有進(jìn)液孔和出液孔，進(jìn)液孔與溶液管路連通。該專利的測試系統(tǒng)存在以下缺陷：1、測試樣件采用樹脂封裝方式，操作不方便，并且不易讓測試樣件表面與薄液膜蓋板表面平齊，導(dǎo)致液膜厚度不準(zhǔn)確；2、大氣環(huán)境下的薄液膜一般處于靜止?fàn)顟B(tài)，溶液流動狀態(tài)下形成的薄液膜不是真實的大氣環(huán)境下的薄液膜狀態(tài)模擬；3、現(xiàn)有測試系統(tǒng)無法調(diào)節(jié)環(huán)境濕度，全部測試空間充滿溶液，不能真實模擬大氣環(huán)境下不同濕度狀態(tài)下對金屬表面的腐蝕情形。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的就是為了提供一種基于溫濕度及薄液膜厚度控制電化學(xué)腐蝕實驗裝置及方法，以模擬大氣環(huán)境下，在不同溫、濕度環(huán)境及不同薄液膜厚度環(huán)境下，對鎂合金材料等試樣的腐蝕測試。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

3、本發(fā)明的技術(shù)方案之一提供了一種基于溫濕度及薄液膜厚度控制電化學(xué)腐蝕實驗裝置，包括：

4、用于提供密閉測試空間的密封電解池，其包括上部開口的電解池本體、以及密封蓋住所述電解池本體開口部位的電解池密封蓋；

5、安裝在所述密封電解池內(nèi)且上表面具有測試凹槽的支撐座；

6、設(shè)置在所述密封電解池上并以被測試樣作為工作電極的三電極系統(tǒng)，所述被測試樣安裝在所述支撐座內(nèi)，且被測試樣的上表面與所述測試凹槽的底面齊平；

7、分別用于調(diào)節(jié)密封電解池內(nèi)部溫度和濕度的溫度調(diào)節(jié)組件和濕度調(diào)節(jié)組件；

8、以及用于調(diào)節(jié)測試凹槽內(nèi)液膜厚度的液膜厚度調(diào)節(jié)組件，其包括安裝在所述支撐座內(nèi)部且頂部與所述測試凹槽底面齊平的液膜厚度測量塊、以及設(shè)置在所述密封電解池蓋上且上下可調(diào)的螺旋測微計，所述液膜厚度測量塊與螺旋測微計還分別通過導(dǎo)線連接外部的歐姆計的兩個連接端口。

9、進(jìn)一步的，所述電解池密封蓋上還設(shè)有若干配合溫度調(diào)節(jié)組件、濕度調(diào)節(jié)組件和液膜厚度調(diào)節(jié)組件工作的螺孔，且當(dāng)螺孔不使用時，其采用與螺孔匹配的螺栓連接密封。

10、進(jìn)一步的，所述支撐座上的測試凹槽底面加工有上下貫通的試樣螺紋口與測試塊螺紋口，所述被測試樣與液膜厚度測量塊分別通過密封圈密封布置在所述試樣螺紋口與測試塊螺紋口處。

11、更進(jìn)一步的，在試樣螺紋口與測試塊螺紋口還設(shè)有用于調(diào)節(jié)所述被測試樣與液膜厚度測量塊的位置的調(diào)整螺栓。

12、更進(jìn)一步的，所述密封圈分別在被測試樣與液膜厚度測量塊上套有至少兩個。

13、進(jìn)一步的，所述三電極系統(tǒng)還包括電化學(xué)工作站、以及分別與所述電化學(xué)工作站相連接且底端接觸所述測試凹槽底面的agcl參比電極和鉑絲電極。

14、進(jìn)一步的，所述溫度調(diào)節(jié)組件包括盛裝有水的溫控容器，以及設(shè)置在所述溫控容器外表面的溫控加熱元件。

15、進(jìn)一步的，所述濕度調(diào)節(jié)組件包括通過管路依次連接的空氣泵、流量計、第一飽和氣瓶和第二飽和氣瓶，所述第一飽和氣瓶內(nèi)還盛裝有k2so4飽和溶液，在電解池密封蓋上還設(shè)有進(jìn)氣管和出氣管，所述第二飽和氣瓶的出口端還連接所述進(jìn)氣管。

16、進(jìn)一步的，所述電解池密封蓋上還設(shè)有用向測試凹槽提供形成液膜的氯化鈉溶液的滴定管。

17、進(jìn)一步的，該裝置包括用于調(diào)節(jié)被測試樣水平狀態(tài)的調(diào)平臺。

18、本發(fā)明的技術(shù)方案之二提供了一種基于溫濕度及薄液膜厚度控制電化學(xué)腐蝕實驗方法，其基于如上所述的電化學(xué)腐蝕實驗裝置，其特征在于，該方法包括以下步驟：

19、(1)取被測試樣置于所述電化學(xué)腐蝕實驗裝置中，調(diào)節(jié)溫度調(diào)節(jié)組件和濕度調(diào)節(jié)組件，使得密閉測試空間內(nèi)的溫濕度達(dá)到設(shè)定要求；

20、(2)調(diào)節(jié)螺旋測微計，使得其與液膜厚度測試塊表面接觸，此時，歐姆計顯示導(dǎo)通，接著，調(diào)節(jié)螺旋測微計上升，使得螺旋測微計與液膜厚度測試塊之間間距達(dá)到液膜厚度需求，然后，往測試凹槽中滴入形成液膜所需溶液，當(dāng)液面接觸到螺旋測微計時，歐姆計顯示導(dǎo)通，此時，液膜厚度達(dá)到設(shè)定要求；

21、(3)啟動三電極系統(tǒng)，對被測試樣開始電化學(xué)腐蝕實驗，并記錄數(shù)據(jù)。

22、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

23、1)整體裝置體積小，密封性好，成本低，拆裝方便，支撐座采用螺孔方式固定被測試樣等，被測試樣可以直接放置到支撐座里面并定位，被測試樣不需要采用傳統(tǒng)的封裝方式。

24、2)三電極位置固定，每一次測試溶液的阻抗小，數(shù)值較為恒定，一般不需要進(jìn)行參比校準(zhǔn)。

25、3)可以控制電解池中的溫度1至50攝氏度，相對濕度達(dá)到98％,薄液膜厚度10至1000μm，鎂合金試樣表面積1平方厘米左右。

26、4)支撐座的材料為ptfe,可以耐高、低溫，強(qiáng)酸堿環(huán)境，從而可以用來模擬不同大氣環(huán)境狀態(tài)下的測試。支撐座的結(jié)構(gòu)采用可拆裝方式設(shè)計，用螺栓調(diào)整被測試樣及液膜厚度測量塊的高度位置。支撐座可以多次重復(fù)利用。

27、5)不僅可以用于鎂合金材料試樣的腐蝕性能測試，同樣也可以用于其他金屬材料及合金材料在模擬大氣環(huán)境下的電化學(xué)腐蝕性能測試。

技術(shù)特征：

1.一種基于溫濕度及薄液膜厚度控制電化學(xué)腐蝕實驗裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于溫濕度及薄液膜厚度控制電化學(xué)腐蝕實驗裝置，其特征在于，所述電解池密封蓋上還設(shè)有若干配合溫度調(diào)節(jié)組件、濕度調(diào)節(jié)組件和液膜厚度調(diào)節(jié)組件工作的螺孔，且當(dāng)螺孔不使用時，其采用與螺孔匹配的螺栓連接密封。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于溫濕度及薄液膜厚度控制電化學(xué)腐蝕實驗裝置，其特征在于，所述支撐座上的測試凹槽底面加工有上下貫通的試樣螺紋口與測試塊螺紋口，所述被測試樣與液膜厚度測量塊分別通過密封圈密封布置在所述試樣螺紋口與測試塊螺紋口處。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于溫濕度及薄液膜厚度控制電化學(xué)腐蝕實驗裝置，其特征在于，在試樣螺紋口與測試塊螺紋口還設(shè)有用于調(diào)節(jié)所述被測試樣與液膜厚度測量塊的位置的調(diào)整螺栓。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于溫濕度及薄液膜厚度控制電化學(xué)腐蝕實驗裝置，其特征在于，所述密封圈分別在被測試樣與液膜厚度測量塊上套有至少兩個。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于溫濕度及薄液膜厚度控制電化學(xué)腐蝕實驗裝置，其特征在于，所述三電極系統(tǒng)還包括電化學(xué)工作站、以及分別與所述電化學(xué)工作站相連接且底端接觸所述測試凹槽底面的agcl參比電極和鉑絲電極。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于溫濕度及薄液膜厚度控制電化學(xué)腐蝕實驗裝置，其特征在于，所述溫度調(diào)節(jié)組件包括盛裝有水的溫控容器，以及設(shè)置在所述溫控容器外表面的溫控加熱元件。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于溫濕度及薄液膜厚度控制電化學(xué)腐蝕實驗裝置，其特征在于，所述濕度調(diào)節(jié)組件包括通過管路依次連接的空氣泵、流量計、第一飽和氣瓶和第二飽和氣瓶，所述第一飽和氣瓶內(nèi)還盛裝有k2so4飽和溶液，在電解池密封蓋上還設(shè)有進(jìn)氣管和出氣管，所述第二飽和氣瓶的出口端還連接所述進(jìn)氣管。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于溫濕度及薄液膜厚度控制電化學(xué)腐蝕實驗裝置，其特征在于，所述電解池密封蓋上還設(shè)有用向測試凹槽提供形成液膜的氯化鈉溶液的滴定管；

10.一種基于溫濕度及薄液膜厚度控制電化學(xué)腐蝕實驗方法，其基于如權(quán)利要求1-9任一所述的電化學(xué)腐蝕實驗裝置，其特征在于，該方法包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種基于溫濕度及薄液膜厚度控制電化學(xué)腐蝕實驗裝置及方法，該裝置包括：用于提供密閉測試空間的密封電解池；安裝在所述密封電解池內(nèi)且上表面具有測試凹槽的支撐座；設(shè)置在所述密封電解池上并以被測試樣作為工作電極的三電極系統(tǒng)，所述被測試樣安裝在所述支撐座內(nèi)，且被測試樣的上表面與所述測試凹槽的底面齊平；分別用于調(diào)節(jié)密封電解池內(nèi)部溫度和濕度的溫度調(diào)節(jié)組件和濕度調(diào)節(jié)組件；以及用于調(diào)節(jié)測試凹槽內(nèi)液膜厚度的液膜厚度調(diào)節(jié)組件。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可以模擬大氣環(huán)境中在不同溫、濕度環(huán)境及不同薄液膜厚度環(huán)境下，對鎂合金材料等試樣的腐蝕測試。

技術(shù)研發(fā)人員：楊耀,但寧寧,應(yīng)韜,曾小勤
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海交通大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19