[发明专利]一种实现多种原位监测的电化学腐蚀试验装置

说明书

技术领域

本发明属于材料电化学腐蚀试验监测领域，更确切的说，涉及到一种实现多种原位监测的电化学腐蚀试验装置。

背景技术

腐蚀是材料失效的基本形式之一，我国每年因腐蚀造成的损失约占国民生产总值的5％，电化学腐蚀是腐蚀的基本类型之一。研究材料在不同介质中的电化学腐蚀行为，对于研究腐蚀机理、防护技术、材料选择、合金设计等都有重要意义。

电化学测量作为研究电化学腐蚀的主要手段，可以获得材料腐蚀动力学数据，为推测材料腐蚀机制提供重要依据。但是电化学测试技术仍有其局限性，例如无法获得材料表面腐蚀形貌的原位信息，并且不适合长期在线监测等。因此，需要在电化学测试时引入其他原位监测技术，实现多种原位监测技术同时监测，弥补电化学测试技术的不足，以便更好的研究和理解材料的电化学腐蚀行为。

发明内容

本发明目的在于提供一种实现多种原位监测的电化学腐蚀试验装置，解决现有技术中存在的无法获得材料表面腐蚀形貌的原位信息，并且不适合长期在线监测等问题。

本发明的技术方案如下：

一种实现多种原位监测的电化学腐蚀试验装置，该装置包括：电化学测试装置、声发射测试装置、光学观测系统三部分；其中，

电化学测试装置设有工作电极、波导杆、对电极、参比电极、电解池I、电解池II、盐桥、电化学工作站，工作电极同波导杆相连，工作电极与对电极、参比电极组成三电极体系，波导杆与工作电极之间导电，在电化学测试时，波导杆作为工作电极的导电引线，波导杆与电化学工作站连接，对电极、参比电极与电化学工作站连接；工作电极与对电极分别安放在电解池I和电解池II中，两电解池中间通过盐桥连接；

声发射测试装置设有声发射探头，声发射探头连接声发射仪；

光学观测系统设有长焦距显微镜，长焦距显微镜放于电解池I一侧，长焦距显微镜的光轴与工作电极表面垂直。

所述的实现多种原位监测的电化学腐蚀试验装置，波导杆为圆柱状，波导杆与工作电极同种材质，波导杆下端开槽钻孔，波导杆与工作电极通过螺栓连接。

所述的实现多种原位监测的电化学腐蚀试验装置，波导杆上端安装声发射探头，声发射探头通过固定装置与波导杆牢固连接，声发射探头与波导杆之间涂有凡士林作为耦合剂。

所述的实现多种原位监测的电化学腐蚀试验装置，声发射探头接收波导杆下端工作电极产生的声发射信号，波导杆直径不小于声发射探头直径。

所述的实现多种原位监测的电化学腐蚀试验装置，长焦距显微镜放于电解池I一侧，长焦距显微镜的光轴与工作电极1表面垂直。

本发明的优点在于：

1、本发明可以同时实现电化学测试、声发射监测、光学观测三种原位测试方法。三种测试方法互不干扰，能够从多个角度研究材料的电化学腐蚀行为与特征。

2、本发明的波导杆在电化学测试中起到导电作用，同时在声发射测试中起到导波作用，简化了试验装置。

3、本发明的波导杆同工作电极为同种材料，且通过螺栓连接，既减少了声波衰减又便于装卸工作电极。经断铅试验测试这种连接方式的声波衰减约为5dB，能够很好的满足试验要求。

4、本发明的工作电极和对电极分别放在两个电解池中，通过盐桥相连，这样可以避免对电极上产生的氢气泡影响工作电极。

5、本发明的长焦距显微镜可原位观测并记录工作电极表面腐蚀形貌的变化。

附图说明

图1为本发明整个装置结构图。

图2为波导杆结构示意图。

图3为工作电极尺寸示意图。

图4为304不锈钢在0.05M H₂SO₄+0.25M Na₂SO₄溶液中阴极极化曲线及声发射累计撞击数。

图5为304不锈钢在0.05M H₂SO₄+0.25M Na₂SO₄溶液中阴极极化过程中析出氢气泡形貌。

图1中，1工作电极；2波导杆；3对电极；4参比电极；5.a电解池I；5.b电解池II；6盐桥；7电化学工作站；8声发射探头；9声发射仪；10长焦距显微镜；11槽；12孔。

具体实施方式