用于模拟生物质高温腐蚀的瓷皿及方法与流程

本发明涉及生物质锅炉领域，尤其是涉及一种用于模拟生物质高温腐蚀的瓷皿及方法。

背景技术：

目前对生物质锅炉管壁防腐涂层进行研究时，需在实验室对防腐涂层进行高温模拟实验。高温模拟实验通常采用瓷舟盛装生物质腐蚀介质及金属试块，然后放入马弗炉中进行加热。该瓷舟是高温模拟实验用来盛装样品的重要部件。模拟生物质高温腐蚀实验是将腐蚀介质平铺在瓷舟底部，金属试块平放在腐蚀介质上，待腐蚀面接触腐蚀介质。当加热温度高且时间较长时，腐蚀介质容易板结，金属试块与腐蚀介质粘结在一起不易分离，若用机械方法强行分离会造成腐蚀面结构破坏，影响实验检测结果。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种易于取出试块、可提高分析结果准确性的用于模拟生物质高温腐蚀的瓷皿及方法。

一种用于模拟生物质高温腐蚀的瓷皿，包括瓷皿主体及瓷勺；所述瓷皿主体设有容置槽，所述瓷勺包括勺头和与所述勺头连接的勺柄，所述勺头的下表面与所述容置槽相适配，所述勺头放入所述容置槽中能够与所述容置槽的槽底及周壁无缝接触。

在其中一个实施例中，所述瓷皿主体及所述瓷勺的材质相同，包括质量百分数不小于99％的Al₂O₃、质量百分数不大于0.2％的R₂O、质量百分数不大于0.1％的Fe₂O₃以及质量百分数不大于0.2％的SiO₂，其中，R为K和Na。在其中一个实施例中，所述瓷皿主体及所述瓷勺的体积密度大于3.8g/cm³，显气孔率小于1％，吸水率为0，20℃泄漏率小于10-11Torr/L.sec，抗弯强度大于350Mpa，抗压强度大于12000Mpa，介电常数∑＝2MHz，耐急冷急热性为在1750℃下6次 不裂，最高耐温1800℃。

在其中一个实施例中，所述瓷皿主体为长方体形状，长度为160mm、宽度为70mm且高度为26mm。

在其中一个实施例中，所述瓷皿主体上均匀设有十个方形的所述容置槽，所述容置槽的长度为20mm、宽度为20mm且深度为13mm。

在其中一个实施例中，每个所述容置槽对应设有一个所述瓷勺。

在其中一个实施例中，所述瓷勺还包括连接部，所述勺头及所述勺柄在所述连接部的两端与所述连接部垂直连接且在所述连接部的两侧向相反方向延伸。

在其中一个实施例中，所述勺柄与所述连接部之间还通过圆弧部连接。

在其中一个实施例中，所述瓷勺的厚度为3mm，高度为25mm，所述勺头的前端与所述勺柄的末端之间的垂直长度为30mm，所述勺头的上表面尺寸为20mm*17mm，下表面尺寸为20mm*20mm。

一种模拟生物质高温腐蚀的方法，使用上述任一实施例所述的用于模拟生物质高温腐蚀的瓷皿，所述方法包括如下步骤：

将所述瓷勺的勺头放入所述容置槽中，直至与所述容置槽的槽底相接触；

将腐蚀介质均匀铺设在勺头上；

将待试验的试片放在腐蚀介质上且使其待腐蚀面朝向所述腐蚀介质；

加热进行腐蚀试验，试验结束后用所述瓷勺将所述试片取出，称量所述试片的质量，得到试验结果。

上述用于模拟生物质高温腐蚀的瓷皿及方法可以通过瓷勺将待试验的试片完整取出，避免当试片粘结在瓷皿中时，强行取出造成表面结构破坏或质量损失，从而可以提高分析检测结果的准确性。

附图说明

图1为一实施方式的瓷皿的结构示意图；

图2为图1中瓷皿的俯视图；

图3为沿图2中A-A线的剖视图；

图4为图1中瓷勺的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请结合图1、图2和图3，一实施方式瓷皿10包括瓷皿主体100及瓷勺200。该瓷皿10主要用于作为模拟生物质高温腐蚀的容器。

瓷皿主体100设有用于容置试验材料的容置槽110。在本实施方式中，瓷皿主体100为长方体形状，长度为160mm、宽度为70mm且高度为26mm。容置槽110共有十个，呈两排均匀分布在瓷皿主体100上。容置槽110采用规则的方形槽，其长度为20mm、宽度为20mm且深度为13mm。通过在瓷皿100的表面开设多个均匀分布且大小相同的容置槽110，可以在模拟生物质高温腐蚀试验时，使覆盖在容置槽110底部的腐蚀介质更加均匀，保证各容置槽110内的腐蚀条件相同，有利于提高试验结果的准确度。

腐蚀模拟的金属试片长宽一般控制在20mm以内，方便后期检测(如SEM检测)，因此在本实施方式中容置槽110的长宽设计为20mm*20mm。为保证腐蚀强度，容置槽110内需放置10-15g腐蚀介质，加之瓷勺的厚度，容置槽110的深度13mm为宜。

每个容置槽110对应设有一个瓷勺200。如图4所示，在本实施方式中，瓷 勺200包括勺头210、连接部220及勺柄230。勺头210的下表面与容置槽110相适配，当勺头210放入容置槽110中后，勺头210的下表面能够与容置槽110的槽底及周壁无缝接触，并可在容置槽110内上下自由活动，便于取、放试验材料。勺头210、连接部220与勺柄230均为条状结构。勺头210及勺柄230在连接部220的两端与连接部220垂直连接且在连接部220的两侧向相反方向延伸。进一步，在本实施方式中，勺柄230与连接部220之间还通过圆弧部240连接。圆弧部240的弧度呈90°。

在本实施方式中，瓷勺200的厚度为3mm，高度为25mm。勺头210的前端与勺柄230的末端之间的垂直长度(即勺头210的前端与勺柄230的末端在平行与勺头210的下表面或上表面的平面上的投影之间的距离)为30mm。勺头210为锥形体结构，其上表面尺寸为20mm*17mm，下表面尺寸为20mm*20mm。勺头210的下表面的形状及尺寸与容置槽110槽底的形状及尺寸相适配，可以实现无缝接触。

可理解，在其他实施方式中，瓷皿主体100、容置槽110及瓷勺200的形状及结构不限于上面所述，如容置槽110的数量也可以只有一个；又如容置槽110也可以为圆形槽，相应的瓷勺200的勺头210可以设计为圆形板形状以与容置槽110相适配；又如瓷皿主体100也可以为圆形，容置槽110均匀分布在该圆形的瓷皿主体100上，只要保证各容置槽110在加热腐蚀试验时试验条件相同即可。

在本实施方式中，瓷皿主体100及瓷勺200的材质相同，包括质量百分数不小于99％的Al₂O₃、质量百分数不大于0.2％的R₂O、质量百分数不大于0.1％的Fe₂O₃以及质量百分数不大于0.2％的SiO₂，其中，R为K和Na。此外，在本实施方式中，瓷皿主体100及瓷勺200的体积密度大于3.8g/cm³，显气孔率小于1％，吸水率为0，20℃泄漏率小于10-11Torr/L.sec，抗弯强度大于350Mpa，抗压强度大于12000Mpa，介电常数∑＝2MHz，耐急冷急热性为在1750℃下6次不裂，最高耐温1800℃。具有上述材质的瓷皿主体100及瓷勺200具有耐腐蚀和耐高温的特点，可以用于充分模拟生物质高温腐蚀，并且腐蚀介质不易残留，便于清洗循环利用，具有循环可用性强和节省成本的优点。

此外，本实施方式还提供了一种模拟生物质高温腐蚀的方法，该方法使用上述用于模拟生物质高温腐蚀的瓷皿，其包括如下步骤：

步骤一：将瓷勺的勺头放入容置槽中，直至与容置槽的槽底相接触；

步骤二：将腐蚀介质均匀铺设在勺头上；

步骤三：将待试验的试片放在腐蚀介质上且使其待腐蚀面朝向腐蚀介质；

步骤四：加热进行腐蚀试验，试验结束后用瓷勺将试片取出，称量试片的质量，得到试验结果。

上述用于模拟生物质高温腐蚀的瓷皿及方法可以通过瓷勺将待试验的试片完整取出，避免当试片粘结在瓷皿中时，强行取出造成表面结构破坏或质量损失，从而可以提高分析检测结果的准确性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。