[發(fā)明專利]一種實(shí)驗(yàn)室用金相樣品電解腐蝕裝置及電解腐蝕方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110091347.8
• 申請(qǐng)日: 2011-04-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102168298A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉嘉斌;劉向海;陳洋;朱凌濤;劉薇;舒康穎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)計(jì)量學(xué)院
• 主分類號(hào): C25F7/00
• 分類號(hào): C25F7/00;C25F3/00;G01N1/32
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬表面處理裝置技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種實(shí)驗(yàn)室用金相樣品電解腐蝕裝置及電解腐蝕方法。

背景技術(shù)

在金屬材料的研究領(lǐng)域中，常需要對(duì)樣品組織形貌、晶界特征、織構(gòu)等進(jìn)行觀測(cè)，制備高質(zhì)量金相樣品是前提條件。傳統(tǒng)的金相制備方法是對(duì)樣品進(jìn)行粗磨、精磨、拋光和腐蝕。然而對(duì)于初始硬度低的鋁、鎂合金以及易加工硬化的高錳鋼和不銹鋼等金屬，機(jī)械研磨和拋光通常會(huì)產(chǎn)生劃痕和拋光變形所導(dǎo)致的擾動(dòng)層、形變孿晶等干擾因素，影響了微觀組織觀察和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。同時(shí)，機(jī)械拋光和腐蝕耗費(fèi)時(shí)間，質(zhì)量不穩(wěn)定，對(duì)實(shí)驗(yàn)人員要求較高，不易于推廣。電解拋光腐蝕是另一種常用的金屬表面制備手段，但市場(chǎng)上的電解拋光和腐蝕裝置多為工業(yè)生產(chǎn)所用，體積龐大，設(shè)備復(fù)雜，造價(jià)昂貴，不實(shí)用于科研機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室金相樣品的制備。

廖恒成等(申請(qǐng)?zhí)?00920256134.4)公開(kāi)了一種實(shí)驗(yàn)室用電解拋光裝置。該裝置制作較復(fù)雜，且局限于樣品的電解拋光，但在科學(xué)研究中，金屬材料的金相、晶界類型分析、應(yīng)力測(cè)試和織構(gòu)測(cè)算等實(shí)驗(yàn)更多的需要高質(zhì)量的腐蝕態(tài)樣品。同時(shí)，現(xiàn)有的電解拋光和腐蝕裝置中陽(yáng)極樣品普遍是懸掛于電解液，操作過(guò)程中很難避免移動(dòng)，影響拋光和腐蝕效果；并且要求對(duì)樣品進(jìn)行焊接導(dǎo)電引線、環(huán)氧樹(shù)脂包埋、打磨等前期預(yù)處理，操作工藝較復(fù)雜，可控性和穩(wěn)定性較差。專利(200620044173.4)公開(kāi)了一種電解拋光腐蝕儀，包括直流電源、腐蝕器和溫控系統(tǒng)等。其腐蝕器采用陰、陽(yáng)極垂直放置以省去樣品焊接引線包埋等預(yù)處理；采用磁力攪拌以促進(jìn)電解液的流動(dòng)，然而磁力攪拌只能實(shí)現(xiàn)水平方向的均勻流動(dòng)，在垂直方向難以對(duì)流混合，尤其是難以對(duì)置于電解液最上方的陽(yáng)極表面形成有效的對(duì)流。鑒于電解液濃度對(duì)電解拋光或腐蝕具有決定性影響，如何保證在工作時(shí)電解液成分基本不變是獲得良好的電解腐蝕效果的關(guān)鍵因素也是最難以解決的因素。

因此，有必要針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)和裝置存在的缺陷開(kāi)發(fā)一種成本低廉、操作簡(jiǎn)便、重復(fù)性好，易推廣實(shí)用的實(shí)驗(yàn)室金相樣品電解腐蝕裝置，為相關(guān)領(lǐng)域科學(xué)研究提供必要的推力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種實(shí)驗(yàn)室用金相樣品電解腐蝕裝置，該裝置簡(jiǎn)單易用、成本低廉、操作簡(jiǎn)便、重復(fù)性好，易推廣實(shí)用，可滿足科研實(shí)驗(yàn)室對(duì)金相組織、晶界類型分析、應(yīng)力測(cè)試和織構(gòu)測(cè)算等要求。

本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)室用金相樣品電解腐蝕裝置包括陰極電解槽、帶孔的電解槽蓋、電解液儲(chǔ)存槽、壓力輸液塞和陰極板等。將金相樣品工作面對(duì)準(zhǔn)電解槽蓋孔洞處放置，并用試樣夾壓按樣品，直流電源正極與試樣夾相連；陰極板置于陰極電解槽底部，正對(duì)電解槽蓋孔洞，直流電源負(fù)極與陰極相連；陰極電解槽和電解液儲(chǔ)存槽底部連通，推動(dòng)壓力輸液塞可以隨意調(diào)節(jié)陰極電解槽中電解液的高度，保證金相樣品工作面與電解液充分接觸及電解液成分的均勻；不同尺寸的樣品選取對(duì)應(yīng)不同開(kāi)孔尺寸的電解槽蓋；陰極電解槽、電解槽蓋和電解液儲(chǔ)存槽均采用透明玻璃制成，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控金相樣品的電解腐蝕過(guò)程，便于優(yōu)化工藝參數(shù)。

本發(fā)明具有的有益效果

1、本發(fā)明拋光效果好、耗時(shí)少、重復(fù)性高，單個(gè)樣品通常只需要0.5～2min，效率遠(yuǎn)高于機(jī)械拋光。

2、本發(fā)明未采用任何電氣設(shè)備，組裝簡(jiǎn)單，成本低廉，便于科研實(shí)驗(yàn)室使用。

3、本發(fā)明采用試樣夾壓按樣品，將陰極置于陰極電解槽底部，避免了電解腐蝕過(guò)程中樣品的移動(dòng)，實(shí)驗(yàn)穩(wěn)定性好。

4、由于電解腐蝕和電解拋光原理相通，本發(fā)明可被其他電解拋光設(shè)備所借鑒。

附圖說(shuō)明

圖1本發(fā)明電解腐蝕裝置的俯視圖

圖2本發(fā)明電解腐蝕裝置的剖視圖

圖中：1、陰極電解槽；2、輸液塞；3、電解液儲(chǔ)存槽；4、陰極板

圖3本發(fā)明電解腐蝕裝置電解槽蓋的示意圖

圖中：5、電解槽蓋；6、金相試樣；7、試樣夾；8、陽(yáng)極導(dǎo)線

圖4采用本發(fā)明制備的試樣金相顯微照片

具體實(shí)施方式

選取開(kāi)孔直徑為1cm的電解槽蓋，將金相樣品工作面對(duì)準(zhǔn)電解槽蓋孔洞處，用試樣夾壓按樣品，連接電源陽(yáng)極與試樣夾；連接電源陰極與陰極板引線；注入電解液(10％高氯酸、85％冰醋酸和5％丙三醇混合溶液，體積百分比)于電解槽中，推動(dòng)壓力輸液塞使電解液與金相樣品工作面充分接觸；采用電壓32V和電流0.7A/cm²，電解腐蝕45s后斷開(kāi)電路。提拉輸液塞使電解液低于工作面，松開(kāi)試樣夾取出金相試樣，清洗干燥觀察。