[發(fā)明專利]摩擦腐蝕電化學(xué)測(cè)試裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810278829.6
• 申請(qǐng)日: 2018-03-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108444851B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 屈少鵬;舒雅新;石亮;樓雪瑩;王東勝;董麗華;尹衍升
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海海事大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/56
• 分類號(hào): G01N3/56;G01N17/02;G01N1/28;G01N1/32;G01N1/34
• 代理公司: 上海三和萬(wàn)國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31230
• 代理人: 陳偉勇

本發(fā)明提出了一種摩擦腐蝕電化學(xué)測(cè)試裝置及方法，適用于摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)上測(cè)試實(shí)驗(yàn)材料在摩擦腐蝕條件下的電化學(xué)性質(zhì)等。本測(cè)試裝置用絕緣材質(zhì)制成，通過(guò)螺栓緊固測(cè)試試樣并配合硅膠密封縫隙及絕緣摩擦球頭的運(yùn)用，很好的避免了測(cè)試過(guò)程中縫隙腐蝕和電偶腐蝕的發(fā)生。本裝置設(shè)計(jì)的獨(dú)立參比/輔助電極槽，避免了電化學(xué)測(cè)試部件對(duì)摩擦過(guò)程的干擾；測(cè)試方法中Slider模塊與傳統(tǒng)放置方向有90°的旋轉(zhuǎn)，并通過(guò)Slider模塊的滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)摩擦過(guò)程，減少了摩擦腐蝕測(cè)試時(shí)溶液的搖動(dòng)程度。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及摩擦腐蝕電化學(xué)測(cè)試，具體地是一種摩擦腐蝕電化學(xué)測(cè)試裝置及方法。

背景技術(shù)：

腐蝕、磨損、斷裂是金屬材料失效的三大主要形式，每種形式都可能造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失或人員傷害。摩擦腐蝕是在某些摩擦條件下，由于配合表面間的摩擦而引起的一種化學(xué)反應(yīng)；更一般的是材料在具有腐蝕性環(huán)境下，同時(shí)存在摩擦?xí)r所產(chǎn)生的一種材料損害現(xiàn)象。例如：船舶軸承與軸頸摩擦副、破冰船體與冰塊摩擦副、人工假體等植入金屬材料的生物摩擦腐蝕等。研究表明摩擦腐蝕與單一的腐蝕、摩擦不同，其對(duì)材料的損害往往大于兩者損害的疊加，這是由于材料在摩擦與腐蝕共同作用時(shí)摩擦與腐蝕之間相互促進(jìn)造成的。因而，研究這類摩擦與腐蝕共同作用環(huán)境下材料的服役性能對(duì)于評(píng)估材料的服役壽命及服役安全性具有重要的意義。

目前研究材料摩擦性能及腐蝕性能的裝置已經(jīng)非常成熟，將兩者聯(lián)系起來(lái)研究材料摩擦腐蝕性能的裝置亦很多，這些摩擦腐蝕測(cè)試裝置往往利用卡具將測(cè)試材料固定在溶液中，然而這種卡具與測(cè)試材料的接觸會(huì)引起材料發(fā)生縫隙腐蝕或電偶腐蝕，尤其是在其電化學(xué)測(cè)試研究過(guò)程中，這種縫隙腐蝕或電偶腐蝕的影響將直接導(dǎo)致其測(cè)試數(shù)據(jù)失真，因而在使用過(guò)程中需要對(duì)其進(jìn)行附加處理才可能避免這些影響。

發(fā)明內(nèi)容：

因此，本發(fā)明提供一種摩擦腐蝕電化學(xué)測(cè)試裝置及方法，很好的避免了材料發(fā)生縫隙腐蝕和電偶腐蝕的可能。本發(fā)明可以在摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)上實(shí)現(xiàn)研究材料的摩擦磨損電化學(xué)測(cè)試，還可以用于研究材料在不同電化學(xué)作用下的摩擦腐蝕行為。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種摩擦腐蝕電化學(xué)測(cè)試裝置，包括：溶液槽、參比/輔助電極槽、連通槽、定位孔、螺栓孔、工作電極導(dǎo)線槽部分。其中四個(gè)定位孔位置應(yīng)與摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)試樣臺(tái)匹配，螺栓孔的位置在測(cè)試裝置底面的正中心處，參比/輔助電極槽與溶液槽之間通過(guò)連通槽相通。測(cè)試裝置材質(zhì)為絕緣體，采用有機(jī)玻璃、聚四氟乙烯、尼龍等材質(zhì)進(jìn)行加工制造。

本發(fā)明進(jìn)一步提供一種摩擦腐蝕電化學(xué)測(cè)試方法，包括以下步驟：

步驟一：樣品制備及安裝

步驟11：切取樣品，并在在試樣一個(gè)面的中心位置處用鉆頭及絲錐加工出內(nèi)螺紋；

步驟12：利用砂紙對(duì)試樣各個(gè)表面進(jìn)行逐級(jí)打磨，打磨至實(shí)驗(yàn)要求表面光潔度，利用丙酮、酒精、去離子水對(duì)試樣進(jìn)行清洗并吹干；

步驟二：摩擦腐蝕電化學(xué)測(cè)試

步驟21：利用與螺栓孔尺寸匹配的螺栓將試樣與摩擦腐蝕電化學(xué)測(cè)試裝置通過(guò)螺栓孔連接，使試樣與裝置溶液槽底面緊密配合；

步驟22：利用704硅膠將試樣四個(gè)側(cè)面及其與溶液槽底面接觸處密封，僅留出試樣上表面作為實(shí)驗(yàn)的測(cè)試表面；

步驟23：利用螺栓通過(guò)定位孔將摩擦腐蝕電化學(xué)測(cè)試裝置與摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)試樣臺(tái)固定，測(cè)試裝置溶液槽長(zhǎng)度方向與摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)Slider滑動(dòng)方向一致；

步驟24：將摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)的Slider模塊卸下并旋轉(zhuǎn)90°后重新安裝，摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)的摩擦副球頭選擇陶瓷類絕緣球；

步驟25：設(shè)定摩擦參數(shù)，定好起始摩擦位置，保證摩擦過(guò)程在測(cè)試表面范圍內(nèi)進(jìn)行，設(shè)置試樣臺(tái)固定不動(dòng)，僅Slider模塊滑動(dòng)；

步驟26：在摩擦腐蝕電化學(xué)測(cè)試裝置的兩個(gè)參比/輔助電極槽中分別放置Ag/AgCl參比電極和鉑絲輔助電極；