[发明专利]一种原位充氢实验装置

说明书

本发明公开了一种原位充氢实验装置，包括下壳体和上壳体，下壳体设有螺孔用于连接测试设备，上壳体设有与下壳体螺孔对称的通孔。下壳体设有下凹载台，用于承载试样。上壳体中心设有针头测试孔，且针头测试孔设置在下凹载台对应的正上方。上壳体外部底面设有与所选用O型橡胶密封圈匹配的密封凹槽。本发明结构设计新颖，结构简单，使用方便，能够对充氢试样进行原位充氢测试。本发明适用于纳米压痕、原子力显微镜等使用探针测量的仪器。

技术领域

本发明涉及电化学实验技术领域，具体为一种原位充氢实验装置。

背景技术

氢对几乎所有金属都有氢致塑性损减和氢致断裂抗性降低的不利影响，这些现象一般统称为氢脆。而材料在制备、加工和使用中都可能有氢进入材料。所以，研究氢对材料的影响成为安全、经济地使用材料的关键。

为了研究氢对材料的影响，需要对含氢的试样进行力学测试。常用的充氢方法有水溶液电解充氢、熔盐电解充氢和气相充氢，其中水溶液电解充氢因为其安全性和易操作性应用最广泛。

常规的力学实验如单轴拉伸实验等，能够反映宏观尺度上氢对材料的影响。但随着研究的深入，微观尺度上氢对材料的影响尤其是氢对金属材料不同相的影响越来越重要。对微观尺度的研究往往需要使用细小的探针来确定研究的区域，如纳米压痕仪等设备。

传统的测试方法都是对充氢后的试样取出进行测试，充氢完成到测试开始的间隔中材料中的氢会结合成氢气溢出，影响实验结果准确性；另外，为保证测试时的氢浓度，常对试样进行长时间充氢，会对试样表面产生损伤，不利于下一步试验。而原位测试可以使测试部位始终保持较高的氢浓度，可以降低充氢时间,且不会有氢气溢出。所以，实现对试样充氢的同时连续在线进行测试对研究氢对材料的影响十分有益。

如上所述，如纳米压痕仪等探针类的设备可以实现对材料微观尺度的性能测试，但目前还没有使这类设备实现对试样充氢的同时连续在线进行测试的装置，不足以满足目前微观尺度上研究材料氢脆现象的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种原位充氢实验装置，实现了对试样充氢的同时连续在线进行测试，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种原位充氢实验装置, 包括凹形的上壳体和下壳体，所述下壳体设有螺孔用于连接测试设备，上壳体设有与下壳体螺孔对称的通孔，紧固螺栓通过螺孔和通孔将上壳体和下壳体固定在一起；所述下壳体内腔中心设有下凹载台放置试样；所述上壳体中心设有针头测试孔，且所述针头测试孔设置在下凹载台正上方；所述上壳体外部底面设有环形的第一道密封槽，第一道密封槽在针头测试孔周围，并且第一道密封槽的外径小于下凹载台的直径，第一道密封槽内装有对应尺寸的O型橡胶密封圈。

进一步的，在第一道密封槽的外围设置第二道密封槽，并装有对应尺寸的O型橡胶密封圈。

进一步的，试样与下凹载台的形状尺寸对应一致。

进一步的，所述下壳体和上壳体均采用有机玻璃高分子材料制成。

一种原位充氢实验装置进行原位充氢实验的使用方法，

A、将焊接导线后的试样放置在下凹载台上， 将O型密封圈安装在第一道密封槽和第二道密封槽内，用紧固螺栓通过螺孔和通孔固定上壳体和下壳体。

B、用注射器将充氢溶液注入装置上壳体内，液面低于上壳体上边缘2毫米；

C、将铂对电极从上壳体放入充氢溶液中，将焊接于试样的导线、铂对电极连接至电化学工作站，按实验预设的电流密度打开电化学工作站；

D、操作探针进入针头测试孔进行实验操作。

本发明的有益效果是：