一种批量制作均匀锈蚀金属试件的试验方法及试验系统的制作方法
一种批量制作均匀锈蚀金属试件的试验方法及试验系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种批量制作均匀锈蚀金属试件的试验方法及试验系统。本发明提供了一种批量制作均匀锈蚀金属试件的试验方法，包括以下步骤：制作光面的金属拉伸试件，将金属拉伸试件的表面清理干净，确定金属拉伸试件的中间一段区域为中间预锈区，则金属拉伸试件的中间预锈区之外的两端为非预锈区，使阳极导线的铜丝与金属拉伸试件的非预锈区相接触电连接，用绝缘胶带紧密缠绕包裹金属拉伸试件的非预锈区及阳极导线的铜丝，将中间预锈区暴露在外。本发明还提供了一种批量制作均匀锈蚀金属试件的试验系统。本发明的有益效果是：可以快速制作出锈蚀状况较为均匀、锈蚀位置可控、锈蚀后试件的锈蚀率较为精确的锈蚀金属试件。
【专利说明】一种批量制作均匀锈蚀金属试件的试验方法及试验系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及制作锈蚀金属试件的试验方法，尤其涉及一种批量制作均匀锈蚀金属试件的试验方法及试验系统。
【背景技术】
[0002]土木工程中包含大量金属试件，如钢筋、栓钉、钢梁等，实际工程都处于自然环境中，面临各种恶劣天气以及有害介质，金属试件都会发生锈蚀。锈蚀后的金属材料力学性能会有不同程度的下降，对结构物的使用性能甚至安全性能造成危害。
[0003]于是土木工程试验研究中的一个方向，就是对金属试件的锈蚀展开研究，一般在实验室条件下对金属试件进行模拟的人工环境锈蚀，之后对锈蚀金属试件进行力学试验，已获得其力学性能。
[0004]在土木工程金属锈蚀试验研究中，很关键的一个环节，就是模拟自然条件下的金属试件锈蚀。由于实际环境中的金属试件需要几年或者几十年达到较大的锈蚀程度，实验室中难以实现。一般需要采取其他的措施，对金属试件进行加速锈蚀。
[0005]为了研究金属锈蚀后材料微观结构的差异和力学性能的下降，实验室经常采用人工加速方法制作锈蚀金属试件，一般为通电加速锈蚀的试验方法。采用通电加速锈蚀方法，可以用比自然界高若干倍的速率得到锈蚀试件，试验中锈蚀速率可以控制，加速锈蚀的过程可以被观察并且相关数据可以被记录，使得对金属锈蚀后的研究更加方便快捷。目前通电加速锈蚀技术已经广泛用于各大高校及研究机构关于材料技术工程、土木工程耐久性等针对金属锈蚀的研究，主要有钢筋锈蚀后力学性能的研究、钢筋锈蚀后的微观研究、钢筋锈蚀后与混凝土的粘接滑移研究、钢筋锈蚀后构件与结构总体力学性能的研究的方向。
[0006]金属在自然界的锈蚀比较缓慢，在实验室中一般采用通电加速锈蚀的方法实现锈蚀，以期在较短时间内获得所需金属锈蚀率的试件。通电加速锈蚀试验遵循着Faraday (法拉第)定理，通常用其推算出金属试件的通电时间与其理论锈蚀率的关系。
[0007]Faraday定律可以指导通电锈蚀试验，由于通电时间与理论锈蚀率成正比，改变试件表面的电流密度以控制金属的锈蚀速率，则可得到目标锈蚀率。
[0008]目前实验室内对钢筋锈蚀进行的试验研究，为了使钢筋在短时间内锈蚀，一般将钢筋浇筑于混凝土中，采用通电加速锈蚀方法获得锈蚀钢筋。操作方法一般包括:确定钢筋表面的电流密度，用法拉第定律计算好锈蚀时间，养护钢筋混凝土试件至预定龄期后，对非锈蚀区域采取必要的封闭措施，之后将试件放入制配好的氯化钠溶液中，将连接电源的负极放入溶液中，接通电源。钢筋的锈蚀程度衡量一般采用称重法，用质量损失来表征其锈蚀程度的大小。之后采用拉伸试验来测量锈蚀钢筋屈服强度、极限强度以及伸长率等数据。
[0009]采用传统的通电锈蚀试验方法(即应用Faraday定律指导的通电锈蚀试验)做出来的锈蚀钢筋试件，主要表现为分布不均匀的坑蚀，钢筋表面锈蚀状况不相一致，在钢筋纵向截面的锈蚀情况也相差很大。这是由于实验过程中钢筋表面任何一点都可能成为阳极，由于钢筋一般带肋，表面情况有一定差异，而跟钢筋每一处接触的溶液性质也不相一致，再加上锈蚀产物的积累使得反应中钢筋某些表面与溶液不能很好接触，通电锈蚀后钢筋通常无法达到均匀锈蚀，难以对金属材料锈蚀进行比较细致的研究。
[0010]其次，用称重法算出的锈蚀率，是钢筋纵向锈蚀程度的一个平均值，将钢筋试件的损伤都一并包含在内。而在拉伸试验中，锈蚀钢筋都有一个控制截面，往往是局部锈蚀最大的截面，此时称重法得到的锈蚀率并不能表征控制截面的损伤程度。
[0011]再者，Faraday定律用于金属锈蚀有较多理论假设，在实验室条件下有不少无法改变的自然因素和人为因素，影响着Faraday定律应用于实验室金属锈蚀的精度，比如昼夜温差使得溶液温度不恒定，试件在容器中的放置方式无法使每一处金属表面与溶液接触的状况一致，锈蚀产物生成后附着于金属表面甚至堆积成一层坚硬的壳状物，阻碍试件充分反应，这些产物无法在生成后立即清除，随反应进行溶液的浓度也发生着变化等等，这些因素都在试验过程中被显著地表现出来；最后，在以往关于钢筋混凝土锈蚀的试验研究中，发现Faraday定律指导的通电锈蚀试验精度都不是很令人满意。
[0012]再者，传统试验方法为了隔离锈蚀区外的区域与溶液接触，一般用环氧树脂或石蜡等环涂于钢筋表面，这些材质在硬化后非常难去除。
【发明内容】
[0013]为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种批量制作均匀锈蚀金属试件的试验方法及试验系统。
[0014]本发明提供了一种批量制作均匀锈蚀金属试件的试验方法，包括以下步骤:
51、制作光面的金属拉伸试件，将金属拉伸试件的表面清理干净，确定金属拉伸试件的中间一段区域为中间预锈区，则金属拉伸试件的中间预锈区之外的两端为非预锈区，使阳极导线的铜丝与金属拉伸试件的非预锈区相接触电连接，用绝缘胶带紧密缠绕包裹金属拉伸试件的非预锈区及阳极导线的铜丝，将金属拉伸试件的中间预锈区暴露在外；
52、将金属拉伸试件水平架设在容器内，使金属拉伸试件的中间预锈区架空，往容器注入氯化钠溶液，使金属拉伸试件水平浸泡在氯化钠溶液内；
53、通过阳极导线接通恒压直流电源的阳极，将恒压直流电源的阴极接通铜棒，并将铜棒竖直浸泡在氯化钠溶液内，保持铜棒与金属拉伸试件的中间预锈区不相接触；
54、打开恒压直流电源的开关，将电压调至最大值，然后再自零开始将电流调到预定电流值；
55、保持氯化钠溶液的液面高度不变；
56、通电锈蚀预定时间后，关闭恒压直流电源的开关，取出金属拉伸试件，冲洗金属拉伸试件，将绝缘胶带撕去，擦除金属拉伸试件表面的水分。
[0015]作为本发明的进一步改进，步骤S2中注入的氯化钠溶液的浓度为3%。
[0016]作为本发明的进一步改进，步骤S2中，在容器内放置两块绝缘垫块，将金属拉伸试件的两端分别架设在绝缘垫块上。
[0017]作为本发明的进一步改进，步骤S3中，恒压直流电源的阴极通过阴极导线接通铜棒的顶端，将铜棒竖直浸泡在氯化钠溶液内，并保持阴极导线与铜棒顶端的连接处位于氯化钠溶液的液面之上，使阴极导线不浸泡在氯化钠溶液内。
[0018]作为本发明的进一步改进，步骤S5中，往容器内注入相同浓度的氯化钠溶液，以保持氯化钠溶液的液面高度不变。
[0019]作为本发明的进一步改进，步骤S6中，擦除金属拉伸试件表面的水分后，用风干机吹干或者烘干，保存于密封袋中。
[0020]作为本发明的进一步改进，步骤SI中，将阳极导线的铜丝缠绕在金属拉伸试件的非预锈区上，使阳极导线与金属拉伸试件的非预锈区相接触电连接。
[0021]作为本发明的进一步改进，将多组金属拉伸试件依次进行步骤SI至S6，但每组金属拉伸试件通电锈蚀预定时间线性递增，用称重法测量进行了步骤S6之后的金属拉伸试件的锈蚀率，得到不同时间间隔下金属拉伸试件的锈蚀率，得出在相同试验处理下以及相同试验环境中的“时间-锈蚀率”曲线。
[0022]本发明还提供了一种批量制作均匀锈蚀金属试件的试验系统，包括绝缘胶带、绝缘垫块、恒压直流电源、光面的金属拉伸试件、容器和铜棒，其中，所述金属拉伸试件的中间为中间预锈区，两端为非预锈区，所述恒压直流电源的阳极通过阳极导线与所述金属拉伸试件的非预锈区电连接，所述恒压直流电源的阴极通过阴极导线与所述铜棒电连接，所述绝缘胶带缠绕包裹所述金属拉伸试件的非预锈区，所述金属拉伸试件的中间预锈区暴露在夕卜，所述容器内盛有氯化钠溶液，所述金属拉伸试件水平浸泡在所述氯化钠溶液内，所述铜棒竖直浸泡在所述氯化钠溶液内，所述金属拉伸试件的中间预锈区与所述铜棒不接触，所述绝缘垫块设置在所述容器底部，所述金属拉伸试件的两端架设在所述绝缘垫块上。
[0023]作为本发明的进一步改进，所述阴极导线与所述铜棒的连接处位于所述氯化钠溶液的液面之上，所述氯化钠溶液的浓度为3%。
[0024]本发明的有益效果是:通过上述方案，可以快速制作出锈蚀状况较为均匀、锈蚀位置可控、锈蚀后试件的锈蚀率较为精确的锈蚀金属试件，采用绝缘胶带即可避免不反应区域金属与溶液的接触，采用绝缘胶带的试验效率极高，相当大程度节省了试验预处理时间。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是本发明一种批量制作均匀锈蚀金属试件的试验系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合【专利附图】
【附图说明】及【具体实施方式】对本发明进一步说明。
[0027]图1中的附图标号为:恒压直流电源I ;阳极导线2 ;阴极导线3 ;铜棒4 ;绝缘垫块5 ;中间预锈区6 ;绝缘胶带7 ;容器8 ;氯化钠溶液9。
[0028]如图1所示，一种批量制作均匀锈蚀金属试件的试验方法，包括以下步骤:
S1、制作光面的金属拉伸试件，将金属拉伸试件的表面清理干净，去除油污和灰尘，露出金属拉伸试件的光亮表面，将金属拉伸试件进行称重并记录，用游标卡尺确定尺寸，编号，用游标卡尺确定金属拉伸试件的中间一段区域为中间预锈区6，用油性笔标出，则金属拉伸试件的中间预锈区6之外的两端为非预锈区，将阳极导线2的铜丝缠绕在金属拉伸试件的非预锈区上，使阳极导线2与金属拉伸试件的非预锈区相接触电连接，用绝缘胶带7紧密缠绕包裹金属拉伸试件的非预锈区及阳极导线2的铜丝，避免金属拉伸试件的非预锈区及阳极导线2暴露在外，用绝缘胶带7防止溶液渗透，将金属拉伸试件的中间预锈区6暴露在外； 52、选取高密度开模压制成型的泡沫箱作为容器8，将金属拉伸试件水平架设在容器8内，在金属拉伸试件的两端分别设置绝缘垫块5，使金属拉伸试件的中间预锈区6架空悬于容器8内，通过绝缘垫块5留出一定空间让锈蚀产物堆积，往容器8注入浓度为3%的氯化钠溶液9，使金属拉伸试件水平浸泡在氯化钠溶液9内；
53、通过阳极导线2接通恒压直流电源I的阳极，恒压直流电源I的阴极通过阴极导线3接通铜棒4的顶端，将铜棒4竖直浸泡在氯化钠溶液9内，并保持阴极导线3与铜棒4顶端的连接处位于氯化钠溶液9的液面之上，使阴极导线3不浸泡在氯化钠溶液内，可防止阴极导线3的铜线受氯化钠溶液9的锈蚀而断开，保持铜棒4与金属拉伸试件的中间预锈区6不相接触，避免铜棒4与金属拉伸试件的中间预锈区6相接触造成短路；
54、打开恒压直流电源I的开关，将电压调至最大值，然后再自零开始将电流调到预定电流值；
55、往容器内注入浓度为3%的氯化钠溶液9，以保持氯化钠溶液9的液面高度不变，因为通电之后，观察阴极发现其表面有气泡产生，氯化钠溶液9颜色逐渐变深，此后随着锈蚀产物的生成，金属拉伸试件的中间预锈区6的表面会更难跟溶液接触，也就是电阻将变大，观察电压示数发现其在随反应进程上升。试验中也发现随电压值上升，反应将消耗更多水分，为了保证在通电锈蚀反应中溶液状态恒定，应随时注入浓度为3%的氯化钠溶液9使溶液液面保持在原位置；
56、通电锈蚀预定时间后，关闭恒压直流电源I的开关，取出金属拉伸试件，取出金属拉伸试件后，可以发现金属拉伸试件的中间预锈区6有一层锈蚀产物堆积而成的壳状物，有一定强度和刚度，冲洗金属拉伸试件，将绝缘胶带7撕去，在试件金属完全暴露于空气后，应立即擦除金属拉伸试件表面的水分，擦除金属拉伸试件表面的水分后，用风干机吹干或者烘干，保存于密封袋中。
[0029]此处是试验中有别于其他传统试验的地方。通电时间的精确性影响着所获得试件的锈蚀率准确性。传统试验是用Faraday定律计算通电时间，结果并不准确，交底书中已经有数据比较。本试验用以下方法处理通电时间，使得通电时间更准确，且能批量制作。
[0030]将多组金属拉伸试件依次进行步骤SI至S6，但每组金属拉伸试件通电锈蚀预定时间按y=kx线性递增，例如第一组的通电锈蚀预定时间为24小时，则第二组的通电锈蚀预定时间为48小时，第三组的通电锈蚀预定时间为72小时，以此类推，本发明优选同时放入多组金属拉伸试件，每间隔相同时间取出一组金属拉伸试件，用称重法测量进行了步骤S6之后的金属拉伸试件的锈蚀率，得到不同时间间隔下金属拉伸试件的锈蚀率，得出在相同试验处理下以及相同试验环境中的“时间-锈蚀率”曲线，在相同试验处理下以及相同试验环境中的“时间-锈蚀率”曲线。定出目标锈蚀率后，按照以上曲线推算相应需要的锈蚀时间，同样精确到分钟。在往后取出金属拉伸试件时，都记录下金属拉伸试件的锈蚀时间和锈蚀率的数据，添加到总样本中再次归纳新的“时间-锈蚀率”曲线，以此循环。
[0031]如图1所示，本发明还提供了一种批量制作均匀锈蚀金属试件的试验系统，包括绝缘胶带7、绝缘垫块5、恒压直流电源1、光面的金属拉伸试件、容器8和铜棒4，其中，所述金属拉伸试件的中间为中间预锈区6，两端为非预锈区，所述恒压直流电源I的阳极通过阳极导线2与所述金属拉伸试件的非预锈区电连接，所述恒压直流电源I的阴极通过阴极导线3与所述铜棒4电连接，所述绝缘胶带7缠绕包裹所述金属拉伸试件的非预锈区，所述金属拉伸试件的中间预锈区6暴露在外，所述容器8内盛有氯化钠溶液9，所述金属拉伸试件水平浸泡在所述氯化钠溶液9内，所述铜棒4竖直浸泡在所述氯化钠溶液9内，所述金属拉伸试件的中间预锈区6与所述铜棒4不接触，所述绝缘垫块5设置在所述容器8底部，所述金属拉伸试件的两端水平架设在所述绝缘垫块5上。
[0032]如图1所示，所述阴极导线3与所述铜棒4的连接处位于所述氯化钠溶液9的液面之上，所述氯化钠溶液9的浓度为3%。
[0033]本发明提供的一种批量制作均匀锈蚀金属试件的试验方法及试验系统，旨在实验室条件下采用简单、快捷的方法，制作出锈蚀状况较为均匀、锈蚀位置可控、理论锈蚀时间与实际锈蚀时间差异小、锈蚀后试件的锈蚀率较为精确的锈蚀金属试件，且此方法有继承性，能批量制作出锈蚀状况更良好的锈蚀试件，使得试验中金属样本的锈蚀质量得到保证。
[0034]本试验的待锈蚀的金属试件设计与制作的方法如下:
本试验设计制作一批金属拉伸试件，进行加速均匀锈蚀试验。拉伸试件形状为棒材，总长度为150mm，有效区直径为10mm。设计锈蚀环境为浓度3%的氯化钠溶液。选取外包绝缘胶皮的铜丝电线，将电线一端胶皮剪除露出铜丝，把铜丝紧密捆绑于金属试件表面。由于暴露在外受腐蚀的金属在全浸泡中溶液性质并非处处一致，引起试件表面的锈蚀情况也非点点一致，本试验设计仅将试件中间20_处的金属部分暴露在外锈蚀，以趋近均匀锈蚀。为此，除了暴露在外预锈蚀区域，试件其余表面都用绝缘胶带7紧密包裹，避免其与溶液接触。同时注意将电线的铜丝部分紧密包裹于绝缘胶带7中，避免于此处渗入溶液。在预试验中发现，如竖直放置试件令其锈蚀，预留锈蚀段下侧的锈蚀程度会大于上侧的锈蚀程度，随着锈蚀程度的增长这种趋势越发明显，推测原因应该是通电过程中溶液浓度非处处均匀，位于容器下方的溶液浓度高于上部的浓度。于是调整试验将试件平置，使得锈蚀段的溶液浓度基本一致，避免了锈蚀区域两端反应程度不一致的情况发生。另外，在通电锈蚀过程中，锈蚀产物首先包裹于锈蚀段外侧，随着锈蚀程度的增大，锈蚀产物受重力影响往下方移动，堆积于锈蚀段下侧，往往造成下侧金属表面被锈蚀产物所覆盖，不能与溶液很好接触。随着通电时间的增长，预锈蚀段上下侧表面的反应程度也有明显区别。为避免这一现象，试验中采用垫块将试件的首尾垫高，留下中间区域堆积锈蚀产物，使得试件下侧表面不会被锈蚀产物覆盖，上下侧的锈蚀状态基本一致。
[0035]本发明提供的一种批量制作均匀锈蚀金属试件的试验方法及试验系统的优点是:
一、本试验的金属拉伸试件预处理简单快捷。试验中制作光面的金属拉伸试件，其表面积比普通带肋钢筋小，不易积累灰尘与污垢，便于清洁保养。制作完金属拉伸试件后在其表面涂上一层润滑油，将金属拉伸试件放于密封袋中，既可以避免金属拉伸试件在试验前不发生锈蚀。而普通钢筋在试验前一般已经发生自然状态下的锈蚀，需要用特殊措施进行除锈，使得传统试验方法预处理较为麻烦。再者，传统试验方法为了隔离锈蚀区外的区域与溶液接触，一般用环氧树脂或石蜡等环涂于钢筋表面，这些材质在硬化后非常难去除。本试验采取绝缘胶带7即可避免不反应区域金属与溶液的接触，采用绝缘胶带7的试验效率极高，相当大程度节省了试验预处理时间。
[0036]二、本试验可以根据研究意愿，调整锈蚀区域的位置、形状、尺寸。且根据本试验的指导思路，锈蚀时间可以较为精确地把握。[0037]三、本试验在金属拉伸试件锈蚀完毕后的处理工作非常方便，仅需用清水洗除锈蚀区域的锈蚀产物，将绝缘胶带7去除，烘干保存即可。传统试验中去除锈蚀后钢筋表面的防护措施需要相当的功夫，比如采用特殊的化学试剂溶解或者烘烤褪去金属表面的环氧树脂或者石蜡，且这类有机试剂在硬化后难以完全消除，对后期称重会有一定程度的影响。
[0038]四、本试验制作的金属拉伸试件的锈蚀状况良好，基本属于均匀锈蚀。本试验制作的金属拉伸试件所测得的锈蚀率是严格意义上的锈蚀率，金属表面的锈蚀状况基本一致，有利于后续对金属拉伸试件的检测衡量及试验研究。
[0039]以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种批量制作均匀锈蚀金属试件的试验方法，其特征在于，包括以下步骤: S1、制作光面的金属拉伸试件，将金属拉伸试件的表面清理干净，确定金属拉伸试件的中间一段区域为中间预锈区，则金属拉伸试件的中间预锈区之外的两端为非预锈区，使阳极导线的铜丝与金属拉伸试件的非预锈区相接触电连接，用绝缘胶带紧密缠绕包裹金属拉伸试件的非预锈区及阳极导线的铜丝，将金属拉伸试件的中间预锈区暴露在外； S2、将金属拉伸试件水平架设在容器内，使金属拉伸试件的中间预锈区架空，往容器注入氯化钠溶液，使金属拉伸试件水平浸泡在氯化钠溶液内； S3、通过阳极导线接通恒压直流电源的阳极，将恒压直流电源的阴极接通铜棒，并将铜棒竖直浸泡在氯化钠溶液内，保持铜棒与金属拉伸试件的中间预锈区不相接触； S4、打开恒压直流电源的开关，将电压调至最大值，然后再自零开始将电流调到预定电流值； S5、保持氯化钠溶液的液面高度不变； S6、通电锈蚀预定时间后，关闭恒压直流电源的开关，取出金属拉伸试件，冲洗金属拉伸试件，将绝缘胶带撕去，擦除金属拉伸试件表面的水分。
2.根据权利要求1所述的批量制作均匀锈蚀金属试件的试验方法，其特征在于:步骤S2中注入的氯化钠溶液的浓度为3%。
3.根据权利要求1所述的批量制作均匀锈蚀金属试件的试验方法，其特征在于:步骤S2中，在容器内放置两块绝缘垫块，将金属拉伸试件的两端分别架设在绝缘垫块上。
4.根据权利要求1所述的批量制作均匀锈蚀金属试件的试验方法，其特征在于:步骤S3中，恒压直流电源的阴极通过阴极导线接通铜棒的顶端，将铜棒竖直浸泡在氯化钠溶液内，并保持阴极导线与铜棒顶端的连接处位于氯化钠溶液的液面之上，使阴极导线不浸泡在氯化钠溶液内。
5.根据权利要求1所述的批量制作均匀锈蚀金属试件的试验方法，其特征在于:步骤S5中，往容器内注入相同浓度的氯化钠溶液，以保持氯化钠溶液的液面高度不变。
6.根据权利要求1所述的批量制作均匀锈蚀金属试件的试验方法，其特征在于:步骤S6中，擦除金属拉伸试件表面的水分后，用风干机吹干或者烘干，保存于密封袋中。
7.根据权利要求1所述的批量制作均匀锈蚀金属试件的试验方法，其特征在于:步骤Si中，将阳极导线的铜丝缠绕在金属拉伸试件的非预锈区上，使阳极导线与金属拉伸试件的非预锈区相接触电连接。
8.根据权利要求1所述的批量制作均匀锈蚀金属试件的试验方法，其特征在于:将多组金属拉伸试件依次进行步骤SI至S6，但每组金属拉伸试件通电锈蚀预定时间线性递增，用称重法测量进行了步骤S6之后的金属拉伸试件的锈蚀率，得到不同时间间隔下金属拉伸试件的锈蚀率，得出在相同试验处理下以及相同试验环境中的“时间-锈蚀率”曲线。
9.一种批量制作均匀锈蚀金属试件的试验系统，其特征在于:包括绝缘胶带、绝缘垫块、恒压直流电源、光面的金属拉伸试件、容器和铜棒，其中，所述金属拉伸试件的中间为中间预锈区，两端为非预锈区，所述恒压直流电源的阳极通过阳极导线与所述金属拉伸试件的非预锈区电连接，所述恒压直流电源的阴极通过阴极导线与所述铜棒电连接，所述绝缘胶带缠绕包裹所述金属拉伸试件的非预锈区，所述金属拉伸试件的中间预锈区暴露在外，所述容器内盛有氯化钠溶液，所述金属拉伸试件水平浸泡在所述氯化钠溶液内，所述铜棒竖直浸泡在所述氯 化钠溶液内，所述金属拉伸试件的中间预锈区与所述铜棒不接触，所述绝缘垫块设置在所述容器底部，所述金属拉伸试件的两端架设在所述绝缘垫块上。
10.根据权利要求9所述的一种批量制作均匀锈蚀金属试件的试验系统，其特征在于:所述阴极导线与所述铜棒的连接处位于所述氯化钠溶液的液面之上，所述氯化钠溶液的浓度为3%。
【文档编号】G01N17/02GK103983500SQ201410206164
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月16日 优先权日:2014年5月16日
【发明者】隋莉莉, 邢锋, 邱桐, 周英武, 韩宁旭, 李伟文 申请人:深圳大学
【专利摘要】本发明涉及一种批量制作均匀锈蚀金属试件的试验方法及试验系统。本发明提供了一种批量制作均匀锈蚀金属试件的试验方法，包括以下步骤：制作光面的金属拉伸试件，将金属拉伸试件的表面清理干净，确定金属拉伸试件的中间一段区域为中间预锈区，则金属拉伸试件的中间预锈区之外的两端为非预锈区，使阳极导线的铜丝与金属拉伸试件的非预锈区相接触电连接，用绝缘胶带紧密缠绕包裹金属拉伸试件的非预锈区及阳极导线的铜丝，将中间预锈区暴露在外。本发明还提供了一种批量制作均匀锈蚀金属试件的试验系统。本发明的有益效果是：可以快速制作出锈蚀状况较为均匀、锈蚀位置可控、锈蚀后试件的锈蚀率较为精确的锈蚀金属试件。
【专利说明】一种批量制作均匀锈蚀金属试件的试验方法及试验系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及制作锈蚀金属试件的试验方法，尤其涉及一种批量制作均匀锈蚀金属试件的试验方法及试验系统。
【背景技术】
[0002]土木工程中包含大量金属试件，如钢筋、栓钉、钢梁等，实际工程都处于自然环境中，面临各种恶劣天气以及有害介质，金属试件都会发生锈蚀。锈蚀后的金属材料力学性能会有不同程度的下降，对结构物的使用性能甚至安全性能造成危害。
[0003]于是土木工程试验研究中的一个方向，就是对金属试件的锈蚀展开研究，一般在实验室条件下对金属试件进行模拟的人工环境锈蚀，之后对锈蚀金属试件进行力学试验，已获得其力学性能。
[0004]在土木工程金属锈蚀试验研究中，很关键的一个环节，就是模拟自然条件下的金属试件锈蚀。由于实际环境中的金属试件需要几年或者几十年达到较大的锈蚀程度，实验室中难以实现。一般需要采取其他的措施，对金属试件进行加速锈蚀。
[0005]为了研究金属锈蚀后材料微观结构的差异和力学性能的下降，实验室经常采用人工加速方法制作锈蚀金属试件，一般为通电加速锈蚀的试验方法。采用通电加速锈蚀方法，可以用比自然界高若干倍的速率得到锈蚀试件，试验中锈蚀速率可以控制，加速锈蚀的过程可以被观察并且相关数据可以被记录，使得对金属锈蚀后的研究更加方便快捷。目前通电加速锈蚀技术已经广泛用于各大高校及研究机构关于材料技术工程、土木工程耐久性等针对金属锈蚀的研究，主要有钢筋锈蚀后力学性能的研究、钢筋锈蚀后的微观研究、钢筋锈蚀后与混凝土的粘接滑移研究、钢筋锈蚀后构件与结构总体力学性能的研究的方向。
[0006]金属在自然界的锈蚀比较缓慢，在实验室中一般采用通电加速锈蚀的方法实现锈蚀，以期在较短时间内获得所需金属锈蚀率的试件。通电加速锈蚀试验遵循着Faraday (法拉第)定理，通常用其推算出金属试件的通电时间与其理论锈蚀率的关系。
[0007]Faraday定律可以指导通电锈蚀试验，由于通电时间与理论锈蚀率成正比，改变试件表面的电流密度以控制金属的锈蚀速率，则可得到目标锈蚀率。
[0008]目前实验室内对钢筋锈蚀进行的试验研究，为了使钢筋在短时间内锈蚀，一般将钢筋浇筑于混凝土中，采用通电加速锈蚀方法获得锈蚀钢筋。操作方法一般包括:确定钢筋表面的电流密度，用法拉第定律计算好锈蚀时间，养护钢筋混凝土试件至预定龄期后，对非锈蚀区域采取必要的封闭措施，之后将试件放入制配好的氯化钠溶液中，将连接电源的负极放入溶液中，接通电源。钢筋的锈蚀程度衡量一般采用称重法，用质量损失来表征其锈蚀程度的大小。之后采用拉伸试验来测量锈蚀钢筋屈服强度、极限强度以及伸长率等数据。
[0009]采用传统的通电锈蚀试验方法(即应用Faraday定律指导的通电锈蚀试验)做出来的锈蚀钢筋试件，主要表现为分布不均匀的坑蚀，钢筋表面锈蚀状况不相一致，在钢筋纵向截面的锈蚀情况也相差很大。这是由于实验过程中钢筋表面任何一点都可能成为阳极，由于钢筋一般带肋，表面情况有一定差异，而跟钢筋每一处接触的溶液性质也不相一致，再加上锈蚀产物的积累使得反应中钢筋某些表面与溶液不能很好接触，通电锈蚀后钢筋通常无法达到均匀锈蚀，难以对金属材料锈蚀进行比较细致的研究。
[0010]其次，用称重法算出的锈蚀率，是钢筋纵向锈蚀程度的一个平均值，将钢筋试件的损伤都一并包含在内。而在拉伸试验中，锈蚀钢筋都有一个控制截面，往往是局部锈蚀最大的截面，此时称重法得到的锈蚀率并不能表征控制截面的损伤程度。
[0011]再者，Faraday定律用于金属锈蚀有较多理论假设，在实验室条件下有不少无法改变的自然因素和人为因素，影响着Faraday定律应用于实验室金属锈蚀的精度，比如昼夜温差使得溶液温度不恒定，试件在容器中的放置方式无法使每一处金属表面与溶液接触的状况一致，锈蚀产物生成后附着于金属表面甚至堆积成一层坚硬的壳状物，阻碍试件充分反应，这些产物无法在生成后立即清除，随反应进行溶液的浓度也发生着变化等等，这些因素都在试验过程中被显著地表现出来；最后，在以往关于钢筋混凝土锈蚀的试验研究中，发现Faraday定律指导的通电锈蚀试验精度都不是很令人满意。
[0012]再者，传统试验方法为了隔离锈蚀区外的区域与溶液接触，一般用环氧树脂或石蜡等环涂于钢筋表面，这些材质在硬化后非常难去除。
【发明内容】
[0013]为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种批量制作均匀锈蚀金属试件的试验方法及试验系统。
[0014]本发明提供了一种批量制作均匀锈蚀金属试件的试验方法，包括以下步骤:
51、制作光面的金属拉伸试件，将金属拉伸试件的表面清理干净，确定金属拉伸试件的中间一段区域为中间预锈区，则金属拉伸试件的中间预锈区之外的两端为非预锈区，使阳极导线的铜丝与金属拉伸试件的非预锈区相接触电连接，用绝缘胶带紧密缠绕包裹金属拉伸试件的非预锈区及阳极导线的铜丝，将金属拉伸试件的中间预锈区暴露在外；
52、将金属拉伸试件水平架设在容器内，使金属拉伸试件的中间预锈区架空，往容器注入氯化钠溶液，使金属拉伸试件水平浸泡在氯化钠溶液内；
53、通过阳极导线接通恒压直流电源的阳极，将恒压直流电源的阴极接通铜棒，并将铜棒竖直浸泡在氯化钠溶液内，保持铜棒与金属拉伸试件的中间预锈区不相接触；
54、打开恒压直流电源的开关，将电压调至最大值，然后再自零开始将电流调到预定电流值；
55、保持氯化钠溶液的液面高度不变；
56、通电锈蚀预定时间后，关闭恒压直流电源的开关，取出金属拉伸试件，冲洗金属拉伸试件，将绝缘胶带撕去，擦除金属拉伸试件表面的水分。
[0015]作为本发明的进一步改进，步骤S2中注入的氯化钠溶液的浓度为3%。
[0016]作为本发明的进一步改进，步骤S2中，在容器内放置两块绝缘垫块，将金属拉伸试件的两端分别架设在绝缘垫块上。
[0017]作为本发明的进一步改进，步骤S3中，恒压直流电源的阴极通过阴极导线接通铜棒的顶端，将铜棒竖直浸泡在氯化钠溶液内，并保持阴极导线与铜棒顶端的连接处位于氯化钠溶液的液面之上，使阴极导线不浸泡在氯化钠溶液内。
[0018]作为本发明的进一步改进，步骤S5中，往容器内注入相同浓度的氯化钠溶液，以保持氯化钠溶液的液面高度不变。
[0019]作为本发明的进一步改进，步骤S6中，擦除金属拉伸试件表面的水分后，用风干机吹干或者烘干，保存于密封袋中。
[0020]作为本发明的进一步改进，步骤SI中，将阳极导线的铜丝缠绕在金属拉伸试件的非预锈区上，使阳极导线与金属拉伸试件的非预锈区相接触电连接。
[0021]作为本发明的进一步改进，将多组金属拉伸试件依次进行步骤SI至S6，但每组金属拉伸试件通电锈蚀预定时间线性递增，用称重法测量进行了步骤S6之后的金属拉伸试件的锈蚀率，得到不同时间间隔下金属拉伸试件的锈蚀率，得出在相同试验处理下以及相同试验环境中的“时间-锈蚀率”曲线。
[0022]本发明还提供了一种批量制作均匀锈蚀金属试件的试验系统，包括绝缘胶带、绝缘垫块、恒压直流电源、光面的金属拉伸试件、容器和铜棒，其中，所述金属拉伸试件的中间为中间预锈区，两端为非预锈区，所述恒压直流电源的阳极通过阳极导线与所述金属拉伸试件的非预锈区电连接，所述恒压直流电源的阴极通过阴极导线与所述铜棒电连接，所述绝缘胶带缠绕包裹所述金属拉伸试件的非预锈区，所述金属拉伸试件的中间预锈区暴露在夕卜，所述容器内盛有氯化钠溶液，所述金属拉伸试件水平浸泡在所述氯化钠溶液内，所述铜棒竖直浸泡在所述氯化钠溶液内，所述金属拉伸试件的中间预锈区与所述铜棒不接触，所述绝缘垫块设置在所述容器底部，所述金属拉伸试件的两端架设在所述绝缘垫块上。
[0023]作为本发明的进一步改进，所述阴极导线与所述铜棒的连接处位于所述氯化钠溶液的液面之上，所述氯化钠溶液的浓度为3%。
[0024]本发明的有益效果是:通过上述方案，可以快速制作出锈蚀状况较为均匀、锈蚀位置可控、锈蚀后试件的锈蚀率较为精确的锈蚀金属试件，采用绝缘胶带即可避免不反应区域金属与溶液的接触，采用绝缘胶带的试验效率极高，相当大程度节省了试验预处理时间。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是本发明一种批量制作均匀锈蚀金属试件的试验系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合【专利附图】
【附图说明】及【具体实施方式】对本发明进一步说明。
[0027]图1中的附图标号为:恒压直流电源I ;阳极导线2 ;阴极导线3 ;铜棒4 ;绝缘垫块5 ;中间预锈区6 ;绝缘胶带7 ;容器8 ;氯化钠溶液9。
[0028]如图1所示，一种批量制作均匀锈蚀金属试件的试验方法，包括以下步骤:
S1、制作光面的金属拉伸试件，将金属拉伸试件的表面清理干净，去除油污和灰尘，露出金属拉伸试件的光亮表面，将金属拉伸试件进行称重并记录，用游标卡尺确定尺寸，编号，用游标卡尺确定金属拉伸试件的中间一段区域为中间预锈区6，用油性笔标出，则金属拉伸试件的中间预锈区6之外的两端为非预锈区，将阳极导线2的铜丝缠绕在金属拉伸试件的非预锈区上，使阳极导线2与金属拉伸试件的非预锈区相接触电连接，用绝缘胶带7紧密缠绕包裹金属拉伸试件的非预锈区及阳极导线2的铜丝，避免金属拉伸试件的非预锈区及阳极导线2暴露在外，用绝缘胶带7防止溶液渗透，将金属拉伸试件的中间预锈区6暴露在外； 52、选取高密度开模压制成型的泡沫箱作为容器8，将金属拉伸试件水平架设在容器8内，在金属拉伸试件的两端分别设置绝缘垫块5，使金属拉伸试件的中间预锈区6架空悬于容器8内，通过绝缘垫块5留出一定空间让锈蚀产物堆积，往容器8注入浓度为3%的氯化钠溶液9，使金属拉伸试件水平浸泡在氯化钠溶液9内；
53、通过阳极导线2接通恒压直流电源I的阳极，恒压直流电源I的阴极通过阴极导线3接通铜棒4的顶端，将铜棒4竖直浸泡在氯化钠溶液9内，并保持阴极导线3与铜棒4顶端的连接处位于氯化钠溶液9的液面之上，使阴极导线3不浸泡在氯化钠溶液内，可防止阴极导线3的铜线受氯化钠溶液9的锈蚀而断开，保持铜棒4与金属拉伸试件的中间预锈区6不相接触，避免铜棒4与金属拉伸试件的中间预锈区6相接触造成短路；
54、打开恒压直流电源I的开关，将电压调至最大值，然后再自零开始将电流调到预定电流值；
55、往容器内注入浓度为3%的氯化钠溶液9，以保持氯化钠溶液9的液面高度不变，因为通电之后，观察阴极发现其表面有气泡产生，氯化钠溶液9颜色逐渐变深，此后随着锈蚀产物的生成，金属拉伸试件的中间预锈区6的表面会更难跟溶液接触，也就是电阻将变大，观察电压示数发现其在随反应进程上升。试验中也发现随电压值上升，反应将消耗更多水分，为了保证在通电锈蚀反应中溶液状态恒定，应随时注入浓度为3%的氯化钠溶液9使溶液液面保持在原位置；
56、通电锈蚀预定时间后，关闭恒压直流电源I的开关，取出金属拉伸试件，取出金属拉伸试件后，可以发现金属拉伸试件的中间预锈区6有一层锈蚀产物堆积而成的壳状物，有一定强度和刚度，冲洗金属拉伸试件，将绝缘胶带7撕去，在试件金属完全暴露于空气后，应立即擦除金属拉伸试件表面的水分，擦除金属拉伸试件表面的水分后，用风干机吹干或者烘干，保存于密封袋中。
[0029]此处是试验中有别于其他传统试验的地方。通电时间的精确性影响着所获得试件的锈蚀率准确性。传统试验是用Faraday定律计算通电时间，结果并不准确，交底书中已经有数据比较。本试验用以下方法处理通电时间，使得通电时间更准确，且能批量制作。
[0030]将多组金属拉伸试件依次进行步骤SI至S6，但每组金属拉伸试件通电锈蚀预定时间按y=kx线性递增，例如第一组的通电锈蚀预定时间为24小时，则第二组的通电锈蚀预定时间为48小时，第三组的通电锈蚀预定时间为72小时，以此类推，本发明优选同时放入多组金属拉伸试件，每间隔相同时间取出一组金属拉伸试件，用称重法测量进行了步骤S6之后的金属拉伸试件的锈蚀率，得到不同时间间隔下金属拉伸试件的锈蚀率，得出在相同试验处理下以及相同试验环境中的“时间-锈蚀率”曲线，在相同试验处理下以及相同试验环境中的“时间-锈蚀率”曲线。定出目标锈蚀率后，按照以上曲线推算相应需要的锈蚀时间，同样精确到分钟。在往后取出金属拉伸试件时，都记录下金属拉伸试件的锈蚀时间和锈蚀率的数据，添加到总样本中再次归纳新的“时间-锈蚀率”曲线，以此循环。
[0031]如图1所示，本发明还提供了一种批量制作均匀锈蚀金属试件的试验系统，包括绝缘胶带7、绝缘垫块5、恒压直流电源1、光面的金属拉伸试件、容器8和铜棒4，其中，所述金属拉伸试件的中间为中间预锈区6，两端为非预锈区，所述恒压直流电源I的阳极通过阳极导线2与所述金属拉伸试件的非预锈区电连接，所述恒压直流电源I的阴极通过阴极导线3与所述铜棒4电连接，所述绝缘胶带7缠绕包裹所述金属拉伸试件的非预锈区，所述金属拉伸试件的中间预锈区6暴露在外，所述容器8内盛有氯化钠溶液9，所述金属拉伸试件水平浸泡在所述氯化钠溶液9内，所述铜棒4竖直浸泡在所述氯化钠溶液9内，所述金属拉伸试件的中间预锈区6与所述铜棒4不接触，所述绝缘垫块5设置在所述容器8底部，所述金属拉伸试件的两端水平架设在所述绝缘垫块5上。
[0032]如图1所示，所述阴极导线3与所述铜棒4的连接处位于所述氯化钠溶液9的液面之上，所述氯化钠溶液9的浓度为3%。
[0033]本发明提供的一种批量制作均匀锈蚀金属试件的试验方法及试验系统，旨在实验室条件下采用简单、快捷的方法，制作出锈蚀状况较为均匀、锈蚀位置可控、理论锈蚀时间与实际锈蚀时间差异小、锈蚀后试件的锈蚀率较为精确的锈蚀金属试件，且此方法有继承性，能批量制作出锈蚀状况更良好的锈蚀试件，使得试验中金属样本的锈蚀质量得到保证。
[0034]本试验的待锈蚀的金属试件设计与制作的方法如下:
本试验设计制作一批金属拉伸试件，进行加速均匀锈蚀试验。拉伸试件形状为棒材，总长度为150mm，有效区直径为10mm。设计锈蚀环境为浓度3%的氯化钠溶液。选取外包绝缘胶皮的铜丝电线，将电线一端胶皮剪除露出铜丝，把铜丝紧密捆绑于金属试件表面。由于暴露在外受腐蚀的金属在全浸泡中溶液性质并非处处一致，引起试件表面的锈蚀情况也非点点一致，本试验设计仅将试件中间20_处的金属部分暴露在外锈蚀，以趋近均匀锈蚀。为此，除了暴露在外预锈蚀区域，试件其余表面都用绝缘胶带7紧密包裹，避免其与溶液接触。同时注意将电线的铜丝部分紧密包裹于绝缘胶带7中，避免于此处渗入溶液。在预试验中发现，如竖直放置试件令其锈蚀，预留锈蚀段下侧的锈蚀程度会大于上侧的锈蚀程度，随着锈蚀程度的增长这种趋势越发明显，推测原因应该是通电过程中溶液浓度非处处均匀，位于容器下方的溶液浓度高于上部的浓度。于是调整试验将试件平置，使得锈蚀段的溶液浓度基本一致，避免了锈蚀区域两端反应程度不一致的情况发生。另外，在通电锈蚀过程中，锈蚀产物首先包裹于锈蚀段外侧，随着锈蚀程度的增大，锈蚀产物受重力影响往下方移动，堆积于锈蚀段下侧，往往造成下侧金属表面被锈蚀产物所覆盖，不能与溶液很好接触。随着通电时间的增长，预锈蚀段上下侧表面的反应程度也有明显区别。为避免这一现象，试验中采用垫块将试件的首尾垫高，留下中间区域堆积锈蚀产物，使得试件下侧表面不会被锈蚀产物覆盖，上下侧的锈蚀状态基本一致。
[0035]本发明提供的一种批量制作均匀锈蚀金属试件的试验方法及试验系统的优点是:
一、本试验的金属拉伸试件预处理简单快捷。试验中制作光面的金属拉伸试件，其表面积比普通带肋钢筋小，不易积累灰尘与污垢，便于清洁保养。制作完金属拉伸试件后在其表面涂上一层润滑油，将金属拉伸试件放于密封袋中，既可以避免金属拉伸试件在试验前不发生锈蚀。而普通钢筋在试验前一般已经发生自然状态下的锈蚀，需要用特殊措施进行除锈，使得传统试验方法预处理较为麻烦。再者，传统试验方法为了隔离锈蚀区外的区域与溶液接触，一般用环氧树脂或石蜡等环涂于钢筋表面，这些材质在硬化后非常难去除。本试验采取绝缘胶带7即可避免不反应区域金属与溶液的接触，采用绝缘胶带7的试验效率极高，相当大程度节省了试验预处理时间。
[0036]二、本试验可以根据研究意愿，调整锈蚀区域的位置、形状、尺寸。且根据本试验的指导思路，锈蚀时间可以较为精确地把握。[0037]三、本试验在金属拉伸试件锈蚀完毕后的处理工作非常方便，仅需用清水洗除锈蚀区域的锈蚀产物，将绝缘胶带7去除，烘干保存即可。传统试验中去除锈蚀后钢筋表面的防护措施需要相当的功夫，比如采用特殊的化学试剂溶解或者烘烤褪去金属表面的环氧树脂或者石蜡，且这类有机试剂在硬化后难以完全消除，对后期称重会有一定程度的影响。
[0038]四、本试验制作的金属拉伸试件的锈蚀状况良好，基本属于均匀锈蚀。本试验制作的金属拉伸试件所测得的锈蚀率是严格意义上的锈蚀率，金属表面的锈蚀状况基本一致，有利于后续对金属拉伸试件的检测衡量及试验研究。
[0039]以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种批量制作均匀锈蚀金属试件的试验方法，其特征在于，包括以下步骤: S1、制作光面的金属拉伸试件，将金属拉伸试件的表面清理干净，确定金属拉伸试件的中间一段区域为中间预锈区，则金属拉伸试件的中间预锈区之外的两端为非预锈区，使阳极导线的铜丝与金属拉伸试件的非预锈区相接触电连接，用绝缘胶带紧密缠绕包裹金属拉伸试件的非预锈区及阳极导线的铜丝，将金属拉伸试件的中间预锈区暴露在外； S2、将金属拉伸试件水平架设在容器内，使金属拉伸试件的中间预锈区架空，往容器注入氯化钠溶液，使金属拉伸试件水平浸泡在氯化钠溶液内； S3、通过阳极导线接通恒压直流电源的阳极，将恒压直流电源的阴极接通铜棒，并将铜棒竖直浸泡在氯化钠溶液内，保持铜棒与金属拉伸试件的中间预锈区不相接触； S4、打开恒压直流电源的开关，将电压调至最大值，然后再自零开始将电流调到预定电流值； S5、保持氯化钠溶液的液面高度不变； S6、通电锈蚀预定时间后，关闭恒压直流电源的开关，取出金属拉伸试件，冲洗金属拉伸试件，将绝缘胶带撕去，擦除金属拉伸试件表面的水分。
2.根据权利要求1所述的批量制作均匀锈蚀金属试件的试验方法，其特征在于:步骤S2中注入的氯化钠溶液的浓度为3%。
3.根据权利要求1所述的批量制作均匀锈蚀金属试件的试验方法，其特征在于:步骤S2中，在容器内放置两块绝缘垫块，将金属拉伸试件的两端分别架设在绝缘垫块上。
4.根据权利要求1所述的批量制作均匀锈蚀金属试件的试验方法，其特征在于:步骤S3中，恒压直流电源的阴极通过阴极导线接通铜棒的顶端，将铜棒竖直浸泡在氯化钠溶液内，并保持阴极导线与铜棒顶端的连接处位于氯化钠溶液的液面之上，使阴极导线不浸泡在氯化钠溶液内。
5.根据权利要求1所述的批量制作均匀锈蚀金属试件的试验方法，其特征在于:步骤S5中，往容器内注入相同浓度的氯化钠溶液，以保持氯化钠溶液的液面高度不变。
6.根据权利要求1所述的批量制作均匀锈蚀金属试件的试验方法，其特征在于:步骤S6中，擦除金属拉伸试件表面的水分后，用风干机吹干或者烘干，保存于密封袋中。
7.根据权利要求1所述的批量制作均匀锈蚀金属试件的试验方法，其特征在于:步骤Si中，将阳极导线的铜丝缠绕在金属拉伸试件的非预锈区上，使阳极导线与金属拉伸试件的非预锈区相接触电连接。
8.根据权利要求1所述的批量制作均匀锈蚀金属试件的试验方法，其特征在于:将多组金属拉伸试件依次进行步骤SI至S6，但每组金属拉伸试件通电锈蚀预定时间线性递增，用称重法测量进行了步骤S6之后的金属拉伸试件的锈蚀率，得到不同时间间隔下金属拉伸试件的锈蚀率，得出在相同试验处理下以及相同试验环境中的“时间-锈蚀率”曲线。
9.一种批量制作均匀锈蚀金属试件的试验系统，其特征在于:包括绝缘胶带、绝缘垫块、恒压直流电源、光面的金属拉伸试件、容器和铜棒，其中，所述金属拉伸试件的中间为中间预锈区，两端为非预锈区，所述恒压直流电源的阳极通过阳极导线与所述金属拉伸试件的非预锈区电连接，所述恒压直流电源的阴极通过阴极导线与所述铜棒电连接，所述绝缘胶带缠绕包裹所述金属拉伸试件的非预锈区，所述金属拉伸试件的中间预锈区暴露在外，所述容器内盛有氯化钠溶液，所述金属拉伸试件水平浸泡在所述氯化钠溶液内，所述铜棒竖直浸泡在所述氯 化钠溶液内，所述金属拉伸试件的中间预锈区与所述铜棒不接触，所述绝缘垫块设置在所述容器底部，所述金属拉伸试件的两端架设在所述绝缘垫块上。
10.根据权利要求9所述的一种批量制作均匀锈蚀金属试件的试验系统，其特征在于:所述阴极导线与所述铜棒的连接处位于所述氯化钠溶液的液面之上，所述氯化钠溶液的浓度为3%。
【文档编号】G01N17/02GK103983500SQ201410206164
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月16日 优先权日:2014年5月16日
【发明者】隋莉莉, 邢锋, 邱桐, 周英武, 韩宁旭, 李伟文 申请人:深圳大学
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