[实用新型]一种薄液环境下力学-电化学交互作用原位测量装置

说明书

本实用新型公开了一种薄液环境下力学‑电化学交互作用原位测量装置，由气体雾化装置、力学装置和电化学装置三部分组成。通过气体雾化装置将模拟薄液湿气接入力学装置实验盒，通过三电极体系的电化学装置对力学实验进行原位电化学测量。其中，干湿交替膜环境可通过控制不同的进出阀门来实现；不同气氛浓度或湿度的膜环境可通过调节特种气氛或饱和湿气与平衡气体(如空气或氮气)比例来实现；三电极之间相对位置通过长焦距显微镜调节精密螺栓来实现。本实用新型的测量装置通过三部分装置间的配合和连接，简便、实用、精确地模拟真实薄液环境下力学‑电化学作用的原位测量，为深入研究材料在薄液环境下应力腐蚀开裂(SCC)研究提供手段。

技术领域

本实用新型属于电化学领域，涉及一种薄液环境下力学-电化学交互作用原位测量装置。

背景技术

现有对薄液环境下SCC的研究主要包括：真实环境下恒变形或恒位移的投样实验；模拟溶液下的SCC实验；灯芯法模拟薄液环境下的SCC实验；湿气法模拟薄液环境的SCC实验。真实环境下的投样实验周期长、成本高，不能对单一因素进行深入研究；模拟溶液条件下的SCC实验，虽简单易行，但与真实薄液环境下SCC差别很大；灯芯法模拟薄液环境的SCC实验，只能模拟单一薄液厚度，不能模拟薄液的形成过程，具有一定局限性；湿气下形成的薄液环境的 SCC实验是目前较好的一种研究方法，但目前采用此方法开展的SCC实验研究还比较少。

电化学测试在分析金属SCC机制可提供直接的实验依据，其中交流阻抗、电化学噪声技术等可提供SCC的微裂纹形核及扩展的电化学信息；动电位扫描可确定金属在特定环境中发生SCC的敏感电位区间或临界电位值。电化学方法已广泛用于SCC机制的实验研究中，但通常情况下金属的电化学测量是在金属拉伸结束后，将其取出置于所测环境中进行电化学检测，必定对试样的薄液膜造成影响，不能及时的、准确的得到SCC的电化学信息，这种测量方法具有一定的缺陷性。

发明内容

本实用新型的目的在于发明一种薄液环境中SCC行为的电化学原位测量装置，克服现有的模拟薄液环境的实验装置的缺点，提供一种易于搭建、易于操作的较真实的模拟薄液环境的装置，并且薄液膜稳定，可研究不同薄液膜厚度、不同影响因素、不同薄液环境及干湿交替环境等对金属SCC机制的影响，同时解决原有拉伸机与电化学仪器分开实验所产生的实验数据的不完整，及因实验体系改变造成的误差等问题，对薄液环境中拉伸试样进行原位电化学测量，可深入研究其SCC机制，也增加了拉伸实验的多样性和实验数据的准确性。

本实用新型的技术方案如下：

一种薄液环境下力学-电化学交互作用原位测量装置，包括气体雾化装置、力学装置及电化学装置。气体雾化装置由高压气瓶A、高压气瓶B、进气阀A、进气阀B、进气阀C、流量计A、流量计B、温度传感器A、加热装置、雾化器、出气阀A、出气阀B、出气阀C、雾化装置盒、橡胶管组成；力学装置由湿度传感器、温度传感器B、试样盒、微机控制慢应变速率拉伸实验机组成；电化学装置由电化学工作站、拉伸试样、参比电极、对电极、长焦距显微镜、精密螺栓组成。

拉伸试样作为工作电极，装入试样盒中，用橡胶塞固定，并用704硅胶密封；参比电极、对电极置于精密螺栓上，精密螺栓装入试样盒右侧；试样盒装入微机控制慢应变速率拉伸实验机；湿度传感器、温度传感器B17装入试样盒顶部；通过试样盒外部的长焦距显微镜调整精密螺栓来调节参比电极及对电极与工作电极的距离；将拉伸试样、参比电极、对电极的导线接入电化学工作站；

盛有模拟环境溶液的雾化器置于雾化装置盒中，橡胶管接入出气阀B经过雾化装置盒顶部与雾化器顶部连接，作为模拟薄液湿气的出气口；加热装置置于雾化装置盒下方；温度传感器A用导线接入加热装置，安装在雾化装置盒顶部；高压气瓶A、高压气瓶B通过橡胶管分别与进气阀A、进气阀B流量计A、流量计B相连，气体汇聚后分别接入进气阀C和出气阀A，分别作为雾化装置盒进气口与雾化装置盒顶部连接和干燥气体出气口与模拟薄液湿气的出气口共同接入出气阀C后作为试样盒进气口接入试样盒顶部；雾化装置盒及试样盒中所有缝隙皆用704硅胶密封，保证实验装置良好的密封性。