[發明專利]金屬應力腐蝕過程中界面微區pH值動態變化監測裝置

在審

• 申請號: 201811114423.0
• 申請日: 2018-09-25
• 公開（公告）號: CN109187327A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 朱永艷
• 申請（專利權）人: 江蘇師范大學
• 主分類號: G01N17/02
• 分類號: G01N17/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種金屬應力腐蝕過程中界面微區pH值動態變化監測裝置。包括兩端為具有螺紋的工字型棒狀被拉伸金屬試樣第一工作電極(1)；由鉑絲(8)與銀絲(7)熔接后插入玻璃管(6)中構成的第二工作電極(4)；呈中空圓柱結構的電解池(9)，電解池軸心設置第一工作電極，電解池頂面插設參比電極(2)和輔助電極(3)，電解池的側壁中部插設第二工作電極；參比電極下端連接魯金毛細管(11)。本監測裝置能夠實時原位監測金屬/電解質溶液界面微區pH值的動態變化；具有穩定性好、響應快、精確度高、重現性好等優點；整體結構容易制作，成本低廉，操作簡便，易于使用，應用范圍廣泛。

技術領域

本發明涉及一種pH值動態變化的監測裝置，具體是一種金屬應力腐蝕過程中界面微區pH值動態變化監測裝置。

背景技術

金屬的應力腐蝕(Stss Corrosion Cracking,SCC)是一種較為常見的局部腐蝕，也是危害最大的腐蝕形式之一。金屬在發生應力腐蝕時，并不發生明顯的均勻腐蝕，在其表面產生的腐蝕產物也極少、不明顯。因此，應力腐蝕往往在沒有任何征兆的情況下突然發生，是一種災難性腐蝕。對金屬采取合適的防護措施以避免應力腐蝕的發生發展能夠保證設施安全、避免損失。而弄清楚金屬應力腐蝕的機理和影響因素是發展防護技術的關鍵。

傳統的研究金屬應力腐蝕機理和影響因素的方法主要有拉伸實驗、快慢動電位極化掃描技術和非原位的表面物理技術。拉伸實驗，按其加載方式，可分為恒載荷、恒變形和慢應變速率拉伸等。非原位的表面物理技術主要是采用掃描電鏡(SEM)和EDS(EnergyDispersive Spectrometer)等觀察斷口形貌以及對斷口處腐蝕產物成份進行分析。這些國內外普遍使用的傳統方法，只能夠獲得被腐蝕金屬在某一段時間內的整體應力-應變信息和電化學信息，有一定的局限性。因此有必要發展新的思路和方法研究應力腐蝕，以期得到金屬應力腐蝕過程中的實時原位動態信息，并據此深入探討應力腐蝕的機理和影響因素。

研究應力腐蝕過程中金屬/電解質溶液界面微區pH值的動態變化可以獲得更多的應力腐蝕過程中的電化學信息和界面動態信息，進而可以深入探討應力腐蝕的機理及其影響因素^[1]。比如，可以根據微區pH值的動態變化去推測電極表面膜的組成及其變化、探討應力腐蝕的發生發展過程、判斷應力腐蝕所處的發展階段、深入研究應力腐蝕的影響因素、判斷防護措施的效果等等。

傳統的用于測量pH值的各種玻璃電極、金屬-金屬氧化物電極、離子選擇性電極及(醌)氫醌電極等，一般體積較大，不能用于實時原位監測微區pH值的動態變化。最常見的玻璃電極用于測量pH值時還存在易破損、經常需要進行標定、操作過程復雜等缺點，使用起來非常不方便。

近幾年，不斷有人研制出新型的用于測量微區pH值的電極/探針/傳感器等。但是它們大部分都存在著這樣或者那樣的問題，比如穩定性差、響應慢，精確度低、重現性差，操作復雜，價格昂貴等等。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本發明旨在提供一種金屬應力腐蝕過程中界面微區pH值動態變化監測裝置，將聚苯胺用電化學的方法聚集到鉑微電極表面，通過恒電位儀電解池，對監測數據進行采集，實現實時原位監測金屬/電解質溶液界面微區pH值的動態變化；確保監測的穩定性強、響應快、精確度高、重現性好等特點；并達到操作簡便，易于使用，應用范圍廣泛的目的。

為了實現上述目的，本金屬應力腐蝕過程中界面微區pH值動態變化監測裝置，包括第一工作電極，所述第一工作電極為兩端具有螺紋的工字型棒狀被拉伸金屬試樣；

第二工作電極，所述第二工作電極由鉑絲與銀絲熔接后插入玻璃管中構成，作為鉑微電極；

雙恒電位儀體系電解池，所述雙恒電位儀體系電解池為中空圓柱結構，所述電解池的軸心設置第一工作電極，所述電解池的頂面同時插設參比電極和輔助電極，所述電解池的側壁中部插設有與所述第一工作電極垂直的第二工作電極；