[发明专利]一种金属材料的氢逸出速率的检测系统及方法

说明书

本发明提供了一种金属材料的氢逸出速率的检测系统及方法，系统中样品取放装置、样品处理装置和气体检测器均与控制模块连接；样品取放装置用于确定待测金属材料的样品的质量，并将样品放置在样品处理装置处；样品处理装置用于对样品依次进行缓冲处理和加热处理；样品经加热处理后产生氢气，使得样品处理装置内的气体从样品处理装置的分析气释放口处溢出；气体检测器设置于样品处理装置的分析气释放口处，气体检测器用于检测分析气释放口处溢出气体的氢气浓度信号；控制模块用于根据氢气浓度信号和样品的质量，确定样品的氢逸出速率；样品取放装置还用于移除检测后的样品。本发明通过设置样品处理装置能够提高金属材料的氢逸出速率检测精度。

技术领域

本发明涉及材料检测技术领域，特别是涉及一种金属材料的氢逸出速率的检测系统及方法。

背景技术

氢是材料中广泛存在的物质，通常为固溶态、化合态或游离态。由于氢的存在对于材料失效有重大意义，所以对材料中氢含量的准确测定是热点也是难点。氢与材料中的点缺陷、位错、溶质原子、晶界、碳化物等发生复杂的交互作用，它们与氢原子存在大小不同的结合能，在不同条件下可以固定或释放氢原子，这就是近年来发展的陷阱理论。准确的把握金属材料在不同条件下氢含量以及氢逸出速率对于材料使用具有重大意义。专利CN103454125中公开了测量样品中氢含量的系统和方法，采用负压热解析室的方式，对氢含量进行检测；CN107219296A公开了一种快速准确测量焊缝金属中扩散氢含量的方法，采用了高真空负压仓和电气炉加热，测量精度可达0.01ppm；这两项专利中提到的负压仓检测的方法都对真空度有较高的要求，对样品处理要求高，同时加热设备的工作区间为300-600℃，无法检测高熔点金属。CN101858842B公开了一种储氢合金热致吸放氢循环寿命的测试方法，通过计算机采集系统对样品吸氢过程以较短的时间间隔记录其压力温度值，通过气体状态方程计算出每个时刻的吸氢量，以样品吸氢量为纵坐标，时间为横坐标作图，即得样品在此温度下的动力学曲线，但是该装置适用于氢含量比较高的材料，对于低于1%含量的氢无法检测，对扩散氢动力学测试精度也较差，而且均为人工手动加样退样，不能实现无人化自动化测试。现有专利技术均表明，目前的领域重点关注的均为氢含量的测定方法或设备，对氢逸出速率鲜有研究，特别具有低检出限氢逸出速率的全自动材料测试设备是行业空白。

发明内容

本发明的目的是提供一种金属材料的氢逸出速率的检测系统及方法，能够对金属材料的氢逸出速率进行检测，并通过设置多级载气缓冲室对金属材料进行多级缓冲处理以提高分析气路的稳定性，避免因进样时机械动作而造成气流气压波动，保证氢逸出速率的检测精度，通过设置可升降样品台提高提高氢逸出速率的自动化水平。

能够提高金属材料的氢逸出速率检测精度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种金属材料的氢逸出速率的检测系统，包括：

样品取放装置、样品处理装置、气体检测器和控制模块；

所述样品取放装置、所述样品处理装置和所述气体检测器均与所述控制模块连接；

所述样品取放装置用于确定待测金属材料的样品的质量，并将样品放置在所述样品处理装置处；

所述样品处理装置用于对所述样品依次进行缓冲处理和加热处理；所述样品经加热处理后产生氢气，使得所述样品处理装置内的气体从所述样品处理装置的分析气释放口处溢出；

所述气体检测器设置于所述样品处理装置的分析气释放口处，所述气体检测器用于检测所述分析气释放口处溢出气体的氢气浓度信号；

所述控制模块用于根据所述氢气浓度信号和样品的质量，确定所述样品的氢逸出速率；

所述样品取放装置还用于移除检测后的样品。

可选的，所述样品取放装置，具体包括：

放样台、弃样收纳设备和转动式抓取机械手；