[发明专利]一种高温高压电化学实验用样品固定装置及其安装方法

说明书

本发明公开了一种高温高压电化学实验用样品固定装置及其安装方法，固定装置包括固定圆盘、薄管样品固定夹具和薄片样品固定夹具；固定圆盘上设置有若干竖向螺纹通孔，等间距分布在投影位置四周；薄管样品固定夹具包括定位螺柱，以及铂筒对电极和管状工作电极，铂筒对电极和管状工作电极呈同心布置；薄片样品固定夹具包括定位螺柱，以及片状工作电极和铂片对电极，定位螺柱的顶部可拆卸式设置有定位样品夹，片状工作电极和铂片对电极可拆卸式安装在定位样品夹上，片状工作电极和铂片对电极对称分布在定位螺柱两侧。本发明解决了高压釜中进行电化学实验时电力线不均匀、重复性差、管材样品测试信号不完整以及无法同时对样品进行多通道测试的问题。

技术领域

本发明涉及核材料高温电化学测试技术领域，具体涉及一种高温高压电化学实验用样品固定装置及其安装方法。

背景技术

核反应堆中，冷却堆芯带走堆芯热量的为一回路水。一回路水质为高温高压的含B含Li弱碱性水。在一回路水中，与之直接接触的材料包括镍基合金、不锈钢、锆合金等。由于材料的特性，会导致各材料发生腐蚀从而影响材料的服役性能和寿命，进而导致堆芯安全事故出现。其中，电化学腐蚀是一回路边界材料局部失效的重要原因之一。

目前国际上广泛应用高压釜及配套的电化学工作站，模拟类似反应堆一回路的高温高压环境，并在此环境下开展电化学实验研究一回路核材料的腐蚀行为。其中，在高压釜中的样品固定装置及样品的固定安装方法，直接影响电化学测试的重复性、准确性。

由于电化学测试的特殊性以及极端恶劣的腐蚀环境，因此固定装置要满足多个使用条件。为满足高温高压环境下的稳定性，且具备一定的加工可塑性，不导电等特性，目前大多采用氧化铝陶瓷作为加工材料。

英国曼彻斯特大学Peng Wang博士论文工作《Corrosion of zirconium alloysin high temperature aqueous environment by electrochemical impedancespectroscopy》中搭建的用于锆合金测试的高压釜电化学装置以及上海大学杨波、李谋成等人文献《高温高压水环境中锆合金腐蚀的原位阻抗谱特征》工作中搭建的用于核材料高温电化学测试的系统中，均通过单一的Pt电极作为对电极，测量多个固定位置的管材、板材的电化学信号。这种设计无法得到均匀的电力线分布，尤其是无法完整的获得管材所有面积上的平均信号，测量结果含有局部差异，重复性差。同时，在多通道电化学工作站下这种设计无法完成同时针对多个样品的电化学测试。当前的固定装置以及电极布置方式限制了测试管材样品电化学信号的准确性、重复性以及效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高温高压电化学实验用样品固定装置及其安装方法，以解决高压釜中进行电化学实验时电力线不均匀、重复性差、管材样品测试信号不完整以及无法同时对样品进行多通道测试的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种高温高压电化学实验用样品固定装置，包括固定圆盘、薄管样品固定夹具和薄片样品固定夹具；

所述固定圆盘的上端面设置有支撑体，所述支撑体在竖直方向上设置有与热电偶测温管配合的支撑孔，所述固定圆盘上设置有若干竖向螺纹通孔，若干竖向螺纹通孔等间距分布在投影位置四周，所述投影位置为外参比电极导引管在固定圆盘上的投影；

所述薄管样品固定夹具包括与竖向螺纹通孔配合的定位螺柱，以及铂筒对电极和管状工作电极，所述管状工作电极可拆卸式固定在定位螺柱外壁，所述铂筒对电极可拆卸式固定管状工作电极外侧，所述铂筒对电极和管状工作电极呈同心布置，所述铂筒对电极和管状工作电极上分别连接有铂筒对电极连接导线和管状工作电极连接导线；