[发明专利]一种阻氚涂层中氢扩散渗透性能测定装置

说明书

本发明属于氢测量装置，特别涉及一种涂层中氢扩散渗透特性的精确测量装置。一种阻氚涂层中氢扩散渗透性能测定装置，包括样品室，该样品室包括外真空室和内真空室，样品室与水冷机连接，水冷机用于为样品室降温，样品室的内真空室通过阀门分别与内真空室分子泵和内真空室机械泵连通，该内真空室分子泵和内真空室机械泵用于内真空室的抽真空，样品室的外真空室通过四极质谱仪分别与外真空室分子泵和外真空室机械泵连通，该外真空室分子泵和外真空室机械泵用于外真空室的抽真空，四极质谱仪还分别与工控机和离子泵连通，样品室通过标准漏孔与进气室连通。本发明的效果是：精确控制测试样品的温度，完成不同温度下的测试。

技术领域

本发明属于氢测量装置，特别涉及一种涂层中氢扩散渗透特性的精确测量装置。

背景技术

由于原子半径较小，氢及其同位素在许多材料中都能迅速渗透。不论原子能反应堆、可控热核反应装置，还是热核燃料的储存和处理系统都存在一个防止氢渗透的问题。聚变堆中，大量组件和系统都将在含氚的环境中工作，氢及其同位素渗透是一个至关紧要的问题，它涉及多个方面的影响，比如氚的有效利用，氢、氚带来的结构材料机械性能下降(氢脆问题)，系统运行的安全性和环境安全性等。目前国际上公认的解决办法是在结构材料的表面制备防氚渗透层，这样既不会损害结构材料的体性能，同时又能达到减少氢同位素渗透的目的。因此，研究氢及其同位素在涂层、金属等材料中的扩散渗透性能具有一定的重要性和工程价值。

目前通常的测量氢及其同位素渗透的方法主要包括电化学方法和气相渗透法两类。前者测试设备简单，成本低，操作简单，但受电解质影响测试的温度较低，所以电化学方法适合用来测量室温‐100℃温度范围内的材料氢渗透性能。气相渗透方法的发展得益于真空技术的进步，该方法已成为目前测量材料中氢渗透性能的常用方法。现有的气相渗透测试装置大多将样品室整体置于加热装置内，以达到对样品进行加热的目的，进而测量不同温度下材料中氢渗透系数。但上述加热装置热电偶测得的加热温度为炉子均温区的温度，与样品室内部样品的实际温度存在一定的偏差，系统对温度的控制较差。实验表明在升温速率较大的情况下，热电偶测得温度和样品实际温度相差几十甚至上百摄氏度。另外，样品室及连接管道整个处于加热装置中，多次长时的高温环境也加速了样品室和连接管道的老化，缩短其使用寿命。

发明内容

本发明针对现有技术缺陷，提供一种阻氚涂层中氢扩散渗透性能测定装置。

本发明是这样实现的：一种阻氚涂层中氢扩散渗透性能测定装置，包括样品室，该样品室包括外真空室和内真空室，样品室与水冷机连接，水冷机用于为样品室降温，样品室的内真空室通过阀门分别与内真空室分子泵和内真空室机械泵连通，该内真空室分子泵和内真空室机械泵用于内真空室的抽真空，样品室的外真空室通过四极质谱仪分别与外真空室分子泵和外真空室机械泵连通，该外真空室分子泵和外真空室机械泵用于外真空室的抽真空，四极质谱仪还分别与工控机和离子泵连通，样品室通过标准漏孔与进气室连通。

如上所述的一种阻氚涂层中氢扩散渗透性能测定装置，其中，所述的样品室的内真空室设置在外真空室内部，内真空室通过出气口与外部连通，外真空室通过进气口与外部连通，在内真空室顶端设置样品基座，在样品基座上设置测试样品，在测试样品四周设置感应加热装置，感应加热装置设置在外真空室内。

如上所述的一种阻氚涂层中氢扩散渗透性能测定装置，其中，在样品室外还设置在线式红外测温仪，该在线式红外测温仪用于检测测试样品温度。

如上所述的一种阻氚涂层中氢扩散渗透性能测定装置，其中，所述的样品基座与测试样品焊接。

如上所述的一种阻氚涂层中氢扩散渗透性能测定装置，其中，在外真空室的侧壁上设置水冷装置。

如上所述的一种阻氚涂层中氢扩散渗透性能测定装置，其中，在外真空室的顶壁上设置石英观察窗。

如上所述的一种阻氚涂层中氢扩散渗透性能测定装置，其中，进气口与与氢气气源相连，出气口与四极质谱仪相连。