[发明专利]测定氢扩散系数的装置及方法

摘要

本发明公开了一种测定氢扩散系数的装置及方法，应用于材料性能测试领域。本发明装置包括氢扩散测试系统、控温系统、除氧系统。本发明提供的装置及方法可测定材料在不同温度下的氢扩散系数，测试温度范围为15~95℃，其除氧系统能够更彻底的除去体系中的氧气，减小氧气造成的影响，更准确的获得氢在材料中的扩散系数。本发明具有操作简单、成本低廉、测试结果准确的优点。

主权项

一种测定氢扩散系数的装置，其特征在于：由氢扩散测试系统、控温系统、除氧系统组成，所述氢扩散测试系统由电化学工作站(1)、计算机或记录仪(2)、阳极池排液阀(4)、阳极池辅助电极(6)、阳极池(7)、参比电极(8)、连通垫圈(9)、直流恒流源(10)、阴极池排液阀(17)、阴极池辅助电极(18)、阴极池(20)和待测试样(21)组成，在所述待测试样(21)的一侧表面镀镍或钯，并使镀镍或钯的待测试样(21)一侧表面朝向所述阳极池(7)，且待测试样(21)一侧表面朝向所述阴极池(20)，使所述阳极池(7)和所述阴极池(20)分别位于待测试样(21)的两侧，将待测试样(21)设置在分别连通于所述阳极池(7)和所述阴极池(20)的两个连通的所述垫圈(9)之间，使各所述连通垫圈(9)分别与待测试样(21)表面之间进行密封，使待测试样(21)的两侧面分别作为所述阳极池(7)内和所述阴极池(20)内设置的工作电极表面，在待测试样(21)两侧的电解系统形成双电解池系统，即在第一电解池系统内设置的与所述电化学工作站(1)分别连接的阳极池辅助电极(6)、参比电极(8)和待测试样(21)，形成所述阳极池(7)的三电极测试系统，在第二电解池系统内设置与所述直流恒流源(10)的正极和负极分别对应连接的阴极池辅助电极(18)和待测试样(21)，形成所述阴极池(20)的双电极测试系统，并通过连接待测试样(21)的导线使电化学工作站(1)和所述直流恒流源(10)信号连接，装入所述阴极池(20)内的电解液采用充氢溶液，所述计算机或记录仪(2)作为上位机与所述电化学工作站(1)信号连接，所述阳极池(7)和所述阴极池(20)分别设有所述阳极池排液阀(4)和所述阴极池排液阀(17)，所述控温系统由阳极池控温仪(3)、阳极池加热器(5)、阴极池控温仪(16)和阴极池加热器(19)组成，所述控温系统通过控制所述阳极池加热器(5)调节所述阳极池(7)内的电解液的温度，所述阴极池控温仪(16)控制所述阴极池加热器(19)调节所述阴极池(20)内的充氢溶液的温度，所述除氧系统由氮气瓶(11)、氮气阀门(12)、除氧瓶(13)、输送泵(14)和回流泵(15)组成，与所述氮气瓶(11)连通的氮气管路底部插入所述除氧瓶(13)中的溶液中，所述氮气阀门(12)控制从所述氮气瓶(11)向所述除氧瓶(13)输送氮气的流量，所述输送泵(14)和所述回流泵(15)分别通过独立的连通管路使所述阴极池(20)和所述除氧瓶(13)连通形成流体循环回流系统，使所述阴极池(20)和所述除氧瓶(13)中的充氢溶液实现循环，通过控制所述输送泵(14)和所述回流泵(15)联合输送即能实现对所述阴极池(20)除氧，所述氮气瓶(11)还另外通过分别由独立控制阀控制的另外两条管路分别向所述阳极池(7)和所述阴极池(20)输送氮气；在第一电解池系统内，所述参比电极(8)设置于尖嘴弯管中，所述参比电极(8)的一端与尖嘴弯管尖端平齐，尖嘴弯管尖端的内径为0.3～1mm，尖嘴弯管尖端的外径不大于2.5mm，尖嘴弯管尖端距离试样表面1～3mm，尖嘴弯管尖端靠近与所述阳极池(7)内电解液接触的待测试样(21)暴露表面的中心位置；设置所述除氧瓶(13)的数量是1～3个。