专利名称：一种腐蚀产物膜磨损性能及腐蚀电化学测试装置的制作方法
技术领域：
本发明属于腐蚀模拟实验和电化学测试技术领域，特别是提供了一种腐蚀产
物膜在磨损条件下电化学测试装置。适用于对不同腐蚀环境下形成的腐蚀产物在
磨损过程中的电化学参数进行测试，并可以测量腐蚀产物膜的耐磨损性能。另外
该装置可以实现不同腐蚀环境的模拟。
背景技术：
覆盖完整且致密的腐蚀产物膜具有减缓腐蚀，保护基体金属的作用，但是在
实际使用过程中基体金属表面的腐蚀产物膜常常会受到磨损的作用，很容易减薄
甚至破裂，使基体金属腐蚀速度增大，例如货车车厢，桥板、船板、管道内壁等。
腐蚀产物膜自身的磨损性能及磨损中的电极过程是决定金属磨损腐蚀性能的两
个重要方面。明确腐蚀产物膜的磨损行为和磨损过程中电化学过程特点，对于掌
握腐蚀产物膜的耐磨损性能，认识腐蚀产物膜对基体金属电化学腐蚀过程的作用
具有重要的意义。目前典型的腐蚀磨损试验机是W. P. Rengstorff等建立的带有
液槽的销板式往复运动摩擦试验机(G.W.P. Rengstorff, K. Miyoshi, D.H. Buckley,
Trans. ASLE. 1984, 20(1): 43)，后来经中国科学院金属研究所姜晓霞等逐步完善，
可以测量不同腐蚀介质中金属基体的摩擦磨损性能(姜晓霞，李诗卓，李曙，金
属的腐蚀磨损，北京化学工业出版社，2003)。另外还有腐蚀与磨损同步测量
装置(王安泰，陶璘，杨燕怡， 一种腐蚀与磨损同步测量装置，国家知识产局，
专利号87214788)，腐蚀与磨损交互作用动态测量装置(黄伟九，刘明，李兆峰，
一种腐蚀与磨损交互作用动态的测量装置，国家知识产权局，专利号
200620111395.3)等，但是这些都是对钢基体的腐蚀磨损性能的测量，缺少可同
时测量不同腐蚀环境中形成的腐蚀产物膜的磨损性能和电化学行为的测试装置，
这对于认识腐蚀产物膜的耐磨损性能和腐蚀产物膜对磨损中的电化学反应过程
的影响带来了限制。
发明内容
本发明的主要目的在于提供腐蚀产物膜磨损性能及腐蚀电化学测试装置。该 装置可实现对不同腐蚀环境下所形成的腐蚀产物膜磨损过程中基体金属腐蚀的 电化学信号测试，可以方便准确地测量磨损条件下腐蚀产物膜覆盖金属的腐蚀电化学行为。
本发明由电机、密封盖、旋转圆盘、摩擦块，试样台、三电极电化学测试系 统等主要部分组成，外接电化学测试仪器和恒温水浴。
电机1与旋转圆盘9通过连轴器24相连，电机1的四个底脚螺丝23插入密 封盖内以固定电机l，电机调速器2用以调节旋转圆盘9的转速。电机l通过联 轴器24与旋转圆盘9相连，摩擦块11通过摩擦块夹具10固定在旋转圆盘9上， 通过旋转圆盘9的带动旋转，对带有腐蚀产物膜的磨损试样12和带有腐蚀产物 膜的电化学测试试样25进行磨损。带有腐蚀产物膜的磨损试样12和带有腐蚀产 物膜的电化学试样25,分别放置位于试样夹具13上的磨损试样槽27和电化学 试样槽32处。带有腐蚀产物膜电化学测试试样25作为工作电极，固定在电化学 试样槽31中，其连接导线21从电化学试样导线槽31中引出，铂丝26作为辅助 电极，放在铂丝槽29内，环绕在电化学测试试样25的周围，铂丝导线20通过 铂丝导线槽30引出。饱和甘汞电极18、电化学测试试样25和铂丝26构成三电 极体系，通过导线与外加电化学测试系统相连，测量腐蚀产物膜不同磨损状态下 的电化学试样25的电化学参数。
所述磨损试样12和电化学测试试样25低于实验箱中溶液16表面5 10cm。
所述试样夹具13固定在试样台14上，并装有多个带有腐蚀产物膜的磨损试 样12和一个电化学试样25。
在密封盖5上面留有进气口 3和排气口 19。在密封盖5与法兰7接触的部位 除了螺钉4外，加了 0型圈6进行密封。摩擦块11的旋转对带有腐蚀产物膜的 试样12进行磨损之后，通过称量和计算磨损前后腐蚀产物膜的失重得到腐蚀产 物膜的磨损性能。
本装置的有益效果是，可以使金属或合金在特定的腐蚀环境中形成腐蚀产物 膜，并且能够对所形成的腐蚀产物膜进行磨损实验，测量所形成的腐蚀产物膜的 耐磨损性能，同时对磨损过程中有腐蚀产物膜覆盖的试样进行电化学参数的测 量，得到腐蚀产物膜磨损不同时间后的电化学参数值。通过通入腐蚀性的气体和 箱体里面的电解液可以用来模拟多种腐蚀环境。
图l是本发明的结构示意图。其中电机l、电机调速器2、进气口3、密封
4盖螺钉4、密封盖5、 0型圈6、法兰7、旋转圆盘螺钉8、旋转圆盘9、摩擦块 夹具IO、摩擦块ll (4个且可更换)、带有腐蚀产物膜的磨损试样12、试样夹 具13、试样台14、容器15、溶液16、盐桥17、饱和甘汞电极18、排气口19、 钼丝导线20、电化学试样导线21、饱和甘汞电极导线22、电机脚底螺丝23、联 轴器24。
图2三电极体系结构图(图1中A区)，其中带有腐蚀产物膜的电化学试样 25、铀丝26。
图3试样夹具俯视图，其中带有腐蚀产物膜的磨损试样槽27、螺钉28、铂 丝槽29、铂丝导线槽30、电化学试样导线槽31、带有腐蚀产物膜的电化学试样 槽32。
具体实施例方式
制备带有腐蚀产物膜试样12，并对带有腐蚀产物膜试样12用精度为0. lmg 的电子分析天平进行称重。图1和图3所示，将制备好的带有腐蚀产物膜试样 12和带有腐蚀产物膜的电化学试样25分别固定在试样夹具13上的磨损试样槽 27和电化学试样槽32处。图2所示，电化学试样25通过电化学试样导线21引 出，铂丝26放入电化学试样25外侧的铂丝导线槽30中，由铂丝导线20引出， 作为参比电极的饱和甘汞电极18放入盐桥17中，电化学试样25、铂丝26、甘 汞电极18组成三电极体系。图1所示，试样夹具13固定在试样台14上，带有 腐蚀产物膜的磨损试样12共有5个，带有腐蚀产物膜的电化学试样25共1个， 分别放置在试样台14上面的试样夹具13的磨损试样槽27和电化学试样导线槽 32处。将钼丝导线20、电化学试样导线21、饱和甘汞电极导线22连接到装置 外的电化学测试仪器上，用摩擦块夹具13将摩擦块11固定在转盘9上，再将旋 转圆盘9通过联轴器24与电机1相连。随后向容器15中注入溶液16，直至液 面高出磨损试样12和电化学试样25的表面5cm，待溶液稳定后，将带有电机1 的密封盖5盖上，合理调节三电极的位置。最后打开电源，调节电机调速器2 的转速，使旋转圆盘9上的摩擦块U以一定的速度对磨损试样12和电化学试样 25表面的腐蚀产物膜进行磨损，外接的电化学测试系统可以对磨损不同时间后 电化学试样25进行电化学测试。当磨损进行到设定的时间后，取出带有腐蚀产 物膜的磨损试样12，对磨损试样12除水后进行再次称量其重量，根据重量损失 计算腐蚀产物膜的耐磨损性能。利用密封盖5、 0型圈6、进气口3和排气口19可以根据测试需要，实现不同种类腐蚀性气体在常压下形成的腐蚀环境的模拟-
权利要求
1、一种腐蚀产物膜磨损性能及腐蚀电化学测试装置，其特征在于，包括电机、密封盖、旋转圆盘、摩擦块，试样台、三电极电化学测试系统、外接电化学测试仪器和恒温水浴，电机(1)与旋转圆盘(9)通过连轴器(24)相连，通过联轴器(24)与旋转圆盘(9)相连，摩擦块(11)通过摩擦块夹具(10)固定在旋转圆盘(9)上，通过旋转圆盘9的带动旋转，对带有腐蚀产物膜的磨损试样(12)和带有腐蚀产物膜的电化学测试试样(25)进行磨损；带有腐蚀产物膜的磨损试样(12)和带有腐蚀产物膜的电化学试样(25)分别放置在试样夹具(13)的磨损试样槽(27)和电化学试样槽(32)处；带有腐蚀产物膜电化学测试试样(25)作为工作电极，固定在电化学试样槽(31)中，其连接导线(21)从电化学试样导线槽(31)中引出，铂丝(26)作为辅助电极，放在铂丝槽(29)内，环绕在电化学测试试样(25)的周围，铂丝导线(20)通过铂丝导线槽(30)引出，饱和甘汞电极(18)、电化学测试试样(25)和铂丝(26)构成三电极体系，通过导线与外加电化学测试系统相连，测量腐蚀产物膜不同磨损状态下的电化学试样(25)的电化学参数。
2、 如权利要求1所述的腐蚀产物膜磨损性能及腐蚀电化学测试装置，其特 征在于，磨损试样(12)和电化学测试试样(25)低于试验箱中溶液(16)表面 5 10cm。
3、 如权利要求1所述的腐蚀产物膜磨损性能及腐蚀电化学测试装置，其特 征在于，试样夹具(13)固定在试样台(14)上，并装有多个带有腐蚀产物膜的 磨损试样(12)和一个电化学试样(25)。
全文摘要
一种腐蚀产物膜磨损性能及腐蚀电化学测试装置，属于腐蚀模拟实验和电化学测试技术领域。本发明由电机、密封盖、旋转圆盘、摩擦块，试样台、三电极电化学测试系统、外接电化学测试仪器、恒温水浴等主要部分组成，通过旋转圆盘的旋转摩擦块对试样进行磨损，电化学测试采用三电极体系，电化学试样作为工作电极，铂丝作为参比电极，环绕在电化学试样的周围，与饱和甘汞电极构成三电极体系。本装置可以测量所形成的腐蚀产物膜的耐磨损性能，同时对磨损过程中有腐蚀产物膜覆盖的试样进行电化学参数的测量，得到腐蚀产物膜磨损不同时间后的电化学参数值。
文档编号G01N3/56GK101477010SQ200910076139
公开日2009年7月8日 申请日期2009年1月9日 优先权日2009年1月9日
发明者杨善武, 伟 柳, 贾月彩, 路民旭 申请人:北京科技大学