[发明专利]一种金属表面薄液膜生成、控制及测量方法

说明书

本发明公开了一种金属表面薄液膜生成、控制及测量方法，其特征在于：包括薄液膜生成装置、样品台、薄液膜厚度检测装置、控制计算机；其中所述薄液膜生成装置包括带有雾化器的箱体，在所述箱体内设有储液槽，所述储液槽通过泵与雾化器的壳体连接，所述壳体还连接有压缩空气，与所述压缩空气相对的另一侧壳体上设置有雾流管道，所述雾流管道伸出箱体并对准样品台；在所述样品台上设置有样品放置区，且所述样品放置区与雾流管道的出口相对，所述样品台具有可调倾角。采用本发明的设备，可在金属表面生成厚度可控且稳定的薄液膜。

技术领域：

本发明涉及一种大气侵蚀、腐蚀或防腐测量中的电化学测量系统，尤其涉及一种在金属表面生成、测量及控制薄液膜的方法。

背景技术：

金属在大气中的腐蚀是一种电化学过程，由于水汽凝聚或吸附在金属表面上形成薄液膜，腐蚀过程既服从电化学腐蚀的一般规律，又有大气腐蚀自身的特点。大气腐蚀是薄液膜下的电化学腐蚀，腐蚀过程动力学(速度)问题是与电极(阴，阳极)的极化，传质过程及离子迁移等密切相关的。如随着金属表面液膜厚度增加，氧通过水膜的有效扩散层厚度也增加，氧的扩散变得困难，因此金属的腐蚀速度也相应下降。

大气环境中的金属材料因温度、湿度、雨水等环境因素变化而引发的蒸发、凝聚、吸附等作用在金属表面凝聚形成薄液膜。金属在薄液膜下的电化学腐蚀是大气腐蚀的重要特征，并且金属大气腐蚀速率与其表面薄液膜厚度密切相关。形成厚度均匀、连续且可控的薄液膜是模拟再现金属大气腐蚀特征的必要条件，也是研究金属材料薄液膜环境下电化学行为、机理的重要基础。

因此金属在大气中的腐蚀与完全浸在电解液中的腐蚀过程有所区别，传统的在液相环境下获得的金属材料的经典电化学参数，也就很难准确反映金属在薄液膜环境下的电化学行为（大气腐蚀）。科学研究证明，薄液膜电化学技术更适合用于研究金属的大气腐蚀，也可更精确的解释金属大气腐蚀机理，而该技术的关键是在金属表面生成均一并且厚度可控的薄液膜。

现有公开的金属表面薄液膜的形成方法要么是将金属置于液体中然后待金属表面的液体逐渐蒸发后形成薄液膜，或者直接在金属表面倒入液体，然后待液体蒸发后形成薄液膜。通过这种方式形成的薄液膜厚度会随着时间而变化，且其薄液膜的厚度不可控制，不利于进行模拟大气环境下金属薄液膜的腐蚀试验。因此，需要提供一种能够在金属表明形成稳定且可控厚度的薄液膜的方法。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种薄液膜厚度可控且稳定的金属表面薄液膜生成、控制及测量方法。

为了实现上述目的，本发明是这样实现的：一种金属表面薄液膜生成方法，包括薄液膜生成装置、样品台、薄液膜厚度检测装置、控制计算机；其中所述薄液膜生成装置包括带有雾化器的箱体，在所述箱体内设有储液槽，所述储液槽通过泵与雾化器的壳体连接，所述雾化器壳体还连接有压缩空气，与所述压缩空气相对的另一侧壳体上设置有雾流管道，所述雾流管道伸出箱体并对准样品台；在所述样品台上设置有样品放置区，且所述样品放置区与雾流管道的出口相对，所述样品台具有可调倾角；所述薄液膜厚度检测装置通过控制计算机控制。所述雾流管道输出端与出雾箱连接，在所述出雾箱端面设置有出雾口，且在所述出雾口处设置了启闭阀门，可控制出雾口的大小。所述薄液膜厚度检测装置为光纤光谱仪，所述光纤光谱仪的软甲装入所述控制电脑，所述光纤光谱仪的光纤探头设置在所述样品台上且对准所述样品放置区，所述光纤探头可进行三个方向的位置调整。在所述样品台上设置有X轴导轨机构，在所述样品台与所述X轴导轨机构上设置有Y轴导轨机构，在所述Y轴导轨机构上设置有Z轴导轨机构，所述光纤探头固定在所述Z轴导轨机构上。在所述储液槽内底部设置有加热器。

并按照以下步骤进行薄液膜的生成：

第一步：在样品台上的样品放置区安放金属样品；

第二步：向储液槽内加入电解质溶液至标定位置，开启加热器将电解质溶液加热至30℃；