一种金属材料电化学再钝化性能的测试装置的制造方法_2

文档序号:10079137阅读:来源:国知局
高纯氮气或高纯氩气。
[0019]进一步,所述驱动电机、真空栗、氧探头、旋转气缸、垂直平动气缸、水平平动气缸、进气阀、温度传感器、热电偶的开关由独立继电器控制,各继电器及各气缸外部气路控制集成于控制箱,然后连接控制箱上的操控键,其中电机转速、氧含量、温度通过ADC可转化成为数字信号显示。
[0020]与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:
[0021]1、本实用新型的再钝化测试装置,由于采用试样密封后只露出电极的一个面,整个电极表面都被研磨,因此研磨面积可以精确测量和控制,研磨表面的粗糙度可由磨料等级控制,所以解决了面积不可控的技术问题;由于整个实验过程在密闭箱内的无氧的保护气氛下进行,研磨环境与腐蚀测试环境分离,因此避免研磨过程中发生再钝化的技术问题;另外研磨时,由驱动电机控制旋转吸盘的转速,水平平动气缸的气压控制试样的正压力,可以使试样处于低应变速率和低应力状态,使得金属暴露表面的弹塑性变形减小至可忽略,解决了大的弹塑性变形增强电极表面电化学活性这一技术问题,从而确保试样再钝化实验结果的有效性和可评估性。
[0022]2、本实用新型的再钝化测试装置,驱动电机、真空栗、氧探头、进气阀、旋转气缸、水平平动气缸、垂直平动气缸、热电偶、温度传感器的开关均由继电器控制,并集成于控制箱内,通过操控板上的按键即可对各部件独立控制,而其中电机转速、氧含量、温度通过ADC可转化成为数字信号显示,完成实验过程由各部件的协同配合遥控完成,提高了再钝化实验的精确性和可控性,实验结果的可评估性。
[0023]3、采用本实用新型进行再钝化测试时,由于旋转气缸、水平平动气缸,垂直平动气缸控制试样在密闭舱内移动,可以保证新鲜暴露的表面平行溶液液面浸入溶液,即试样表面的再钝化状态一致,解决了再钝化时间起点不确定的技术问题;电化学测试仪器电连接三电极体系,信号记录开始于试样接触溶液前,电极表面接触溶液发生反应触发电化学信号产生,测出的结果可定量计算分析,确保再钝化实验结果的有效性和可评估性,更真实准确地反应试样再钝化的能力。
【附图说明】
[0024]图1是本实用新型的结构示意图。其中底座1、驱动电机2、密闭箱3、皮带传动系统4、真空栗5、氧含量探头6、轴7、轴承8、外轴座9、旋转吸盘10、密封盖11、螺栓12、橡胶密封条13、压盘14、0型橡胶平垫圈15、磨料16、金属试样17、夹具18、旋转气缸19、垂直平动气缸20、水平平动气缸21、气压表22、进气阀23、绝缘板24、导电金属柱25、饱和甘汞电极导线26、金属试样导线27、铂片导线28、盖子29、饱和甘汞电极30、盐桥31、铂片32、溶液33、电解池34、温度传感器35、水浴槽36、热电偶37,虚线部分为气缸运动至金属试样浸入溶液进行电化学测量的位置,图中箭头标记为气缸的旋转或者运动方向。
[0025]图2为旋转吸盘工作部分结构示意图。其中密闭箱3、皮带传动系统4、轴7、轴承8、外轴座9、旋转吸盘10、压盘14、0型橡胶平垫圈15、砂纸16、旋转密封圈38、0型密封圈39、中心定位螺钉40、内部气体通道41。
[0026]图3为试样夹具的侧视图,金属试样17、夹具18、密封材料42、绝缘材料43、螺钉
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【具体实施方式】
[0027]结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明如下:
[0028]如图1所示,本实用新型的再钝化测试装置,包括固定在底座1上的密闭箱3和驱动电机2,皮带传动系统4连接驱动电机2和旋转吸盘10的轴7,轴由轴承8和外轴座9固定在密闭箱3左壁上,磨料16固定在旋转吸盘10上;真空栗5固定在密闭箱3外,接入密闭箱3和旋转吸盘10气道,进气阀23也接入密闭箱3 ;试样夹具18 —端开设试样安装口,另一端固定于旋转气缸19,旋转气缸19由固定在水平平动气缸21,水平平动气缸21固定于垂直平动气缸20,垂直平动气缸20固定于密闭箱3后壁上;电解池34在密闭箱内,并放置于恒温水浴系统内,金属试样17作为工作电极,铂片32连接铂丝作为辅助电极,饱和甘汞电极30通过盐桥31接入试验溶液33构成三电体系,三电极通过导线电连接外部电化学测试仪器。
[0029]如图1和图2所示,本领域技术人员,通过下述操作可制成本实用新型的金属再钝化测试装置。在金属密闭箱3的底座1上选择位置安置驱动电机2和真空栗5,皮带传动系统4的一端与驱动电机的转轴相连,另一端与旋转吸盘10的焊接轴7相连,密闭箱3上开孔,并与轴承8外沿焊接相连,轴7穿过密闭箱3并且由轴承8、外轴座9固定,轴7和旋转吸盘10内留有气体通道41,旋转吸盘10中心安装中心定位螺钉40,旋转吸盘10和压盘14靠螺纹连接,在旋转吸盘10上安装0型橡胶平垫圈15,在轴承8和密闭箱3内孔连接处安装0型密封圈39,在轴7与外轴座9之间安装旋转密封圈38 ;真空栗5的两根抽气管接入密闭箱3侧壁和轴7中的气体通道41,进气阀23接入对面的密闭箱3侧壁;在与旋转吸盘10相邻的密闭箱3侧壁上固定垂直平动气缸20,水平平动气缸21安装在垂直平动气缸20的自由端,旋转气缸19安装在水平平动气缸21的自由端,试样夹具18 —端开设试样安装口,另一端开孔,固定于旋转气缸19的轴上,试样可以实现垂直移动,水平移动以及相对水平线向下旋转和复位的动作;在密闭箱3侧壁上安装绝缘板24,导电金属柱25穿过绝缘板24 ;密闭箱3内部设置水浴槽36和环形加热热电偶37,水浴槽36中放置电解池34,并设有盖子29,盖子上开口留出三电极的位置和温度传感器35位置,三电极和温度传感器35伸入电解池34中,与三电极相连的导线穿过固定在金属柱25两侧,并与外部电化学测试仪器相连;密闭箱3顶部装有密封盖11和橡胶密封条13,并在四周有螺栓12固定。
[0030]驱动电机2、真空栗5、氧探头6、旋转气缸19、垂直平动气缸20、水平平动气缸21、进气阀23、热电偶37、温度传感器35的开关均由独立继电器控制;各继电器及各气缸外部气路控制都集成在单独控制箱内,通过控制箱上的操控板对密闭箱3内各动作实现单独控制,其中电机转速、氧含量、温度通过ADC可转化成为数字信号显示。
[0031]使用时,在电解池34中装入待测溶液33,可以根据测试需要,水浴槽36中注入水,通过热电偶37加热和温度传感器35实时水浴恒温;准备好的待测的金属试样17 (工作电极)安装于夹具18上、铂电极32(辅助电极)固定于电解池盖子上、饱和甘汞电极30(参比电极)通过盐桥31连接溶液,调整三电极至合适位置;三电极用导线分别连接到绝缘板18上的导电金属柱25,密闭箱外也采用导线分别从不同导电金属柱25上连接到外加的电化学测试仪器上;磨料16中心穿孔,由中心定位螺钉40和压盘14安装固定于旋转吸盘10上;盖上密闭盖11,并由螺栓12固定于四周边缘处;打开真空栗5电源,开始从箱体内抽气,并且使磨料16紧贴旋转吸盘10,打开进气阀23充入保护气氛(高纯氮气或高纯氩气),通过氧探头6和气压表22分别实时监测密闭箱31内的氧含量和压力值,氧含量稳定至不高于0.001% vol.,压力保持在常压(0.1MPa)开始进行试样实验;控制垂直平动气缸20在行程移动至最高位置,水平平动气缸21移动至右端,旋转气缸19将夹具18旋转至水平,这时,试样17正面对磨料16但未接触,开启驱动电机2电源,驱动电机2带动旋转吸盘10和磨料16转动,待旋转真空吸盘转速稳定后,控制水平平动气缸21推动试样接触磨料,同时记下接触时间,当去膜过程进行到设定的时间后,一般为30s-60s,可从顶部密封盖观测去膜情况;控制水平平动气缸21水平移动至行程终点,关闭驱动电机2电源,关闭真空栗5电源、进气阀23 ;控制旋转气缸19相对水平线向下旋转90°,即试样17表面平行溶液33液面,开启电化学测试命令开始记录电信号,控制垂直平动气缸20垂直下降至最低点,这时试样浸入溶液,如图1中虚线部分的位置,试样17浸入溶液33的瞬间,开始进行再钝化反应电化学信号测量,待电化学测量结束后,停止电化学测试仪器命令;垂直平动气缸20上升至最高点,试样离开测试溶液,打开密闭箱取出试样,关闭控制箱电源。
[0032]根据实验测量得到的信号,进行再钝化暂态过程分析,从而对该金属材料在相应的腐蚀环境中的再钝化性能进行定量化评估。
[0033]以上是本实用新型的基础实验方式的实施过程,从上述实施过程可以看出,试样17镶嵌在密封材料42和绝缘材料43内,只露出电极的一个面,整个电极表面都接触磨料16,而且研磨表面的粗糙度可由磨料等级控制,因此去膜面积可以精确测量和控制;由于整个实验过程在密闭箱3内的无氧的保护气氛下进行,去膜环境与腐蚀环境分离,相较于
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