[發明專利]一種金屬表面薄液膜生成、控制及測量方法

有效

• 申請號: 201811627663.0
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109490188B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 何建新;周堃;佘祖新;張倫武;王玲;譚勇;朱玉琴;陳源
• 申請（專利權）人: 中國兵器工業第五九研究所
• 主分類號: G01N17/02
• 分類號: G01N17/02;G01B11/06
• 代理公司: 重慶立川知識產權代理事務所(普通合伙) 50285
• 代理人: 李啟林

本發明公開了一種金屬表面薄液膜生成、控制及測量方法，其特征在于：包括薄液膜生成裝置、樣品臺、薄液膜厚度檢測裝置、控制計算機；其中所述薄液膜生成裝置包括帶有霧化器的箱體，在所述箱體內設有儲液槽，所述儲液槽通過泵與霧化器的殼體連接，所述殼體還連接有壓縮空氣，與所述壓縮空氣相對的另一側殼體上設置有霧流管道，所述霧流管道伸出箱體并對準樣品臺；在所述樣品臺上設置有樣品放置區，且所述樣品放置區與霧流管道的出口相對，所述樣品臺具有可調傾角。采用本發明的設備，可在金屬表面生成厚度可控且穩定的薄液膜。

技術領域：

本發明涉及一種大氣侵蝕、腐蝕或防腐測量中的電化學測量系統，尤其涉及一種在金屬表面生成、測量及控制薄液膜的方法。

背景技術：

金屬在大氣中的腐蝕是一種電化學過程，由于水汽凝聚或吸附在金屬表面上形成薄液膜，腐蝕過程既服從電化學腐蝕的一般規律，又有大氣腐蝕自身的特點。大氣腐蝕是薄液膜下的電化學腐蝕，腐蝕過程動力學(速度)問題是與電極(陰，陽極)的極化，傳質過程及離子遷移等密切相關的。如隨著金屬表面液膜厚度增加，氧通過水膜的有效擴散層厚度也增加，氧的擴散變得困難，因此金屬的腐蝕速度也相應下降。

大氣環境中的金屬材料因溫度、濕度、雨水等環境因素變化而引發的蒸發、凝聚、吸附等作用在金屬表面凝聚形成薄液膜。金屬在薄液膜下的電化學腐蝕是大氣腐蝕的重要特征，并且金屬大氣腐蝕速率與其表面薄液膜厚度密切相關。形成厚度均勻、連續且可控的薄液膜是模擬再現金屬大氣腐蝕特征的必要條件，也是研究金屬材料薄液膜環境下電化學行為、機理的重要基礎。

因此金屬在大氣中的腐蝕與完全浸在電解液中的腐蝕過程有所區別，傳統的在液相環境下獲得的金屬材料的經典電化學參數，也就很難準確反映金屬在薄液膜環境下的電化學行為（大氣腐蝕）。科學研究證明，薄液膜電化學技術更適合用于研究金屬的大氣腐蝕，也可更精確的解釋金屬大氣腐蝕機理，而該技術的關鍵是在金屬表面生成均一并且厚度可控的薄液膜。

現有公開的金屬表面薄液膜的形成方法要么是將金屬置于液體中然后待金屬表面的液體逐漸蒸發后形成薄液膜，或者直接在金屬表面倒入液體，然后待液體蒸發后形成薄液膜。通過這種方式形成的薄液膜厚度會隨著時間而變化，且其薄液膜的厚度不可控制，不利于進行模擬大氣環境下金屬薄液膜的腐蝕試驗。因此，需要提供一種能夠在金屬表明形成穩定且可控厚度的薄液膜的方法。

發明內容：

本發明的目的在于提供一種薄液膜厚度可控且穩定的金屬表面薄液膜生成、控制及測量方法。

為了實現上述目的，本發明是這樣實現的：一種金屬表面薄液膜生成方法，包括薄液膜生成裝置、樣品臺、薄液膜厚度檢測裝置、控制計算機；其中所述薄液膜生成裝置包括帶有霧化器的箱體，在所述箱體內設有儲液槽，所述儲液槽通過泵與霧化器的殼體連接，所述霧化器殼體還連接有壓縮空氣，與所述壓縮空氣相對的另一側殼體上設置有霧流管道，所述霧流管道伸出箱體并對準樣品臺；在所述樣品臺上設置有樣品放置區，且所述樣品放置區與霧流管道的出口相對，所述樣品臺具有可調傾角；所述薄液膜厚度檢測裝置通過控制計算機控制。所述霧流管道輸出端與出霧箱連接，在所述出霧箱端面設置有出霧口，且在所述出霧口處設置了啟閉閥門，可控制出霧口的大小。所述薄液膜厚度檢測裝置為光纖光譜儀，所述光纖光譜儀的軟甲裝入所述控制電腦，所述光纖光譜儀的光纖探頭設置在所述樣品臺上且對準所述樣品放置區，所述光纖探頭可進行三個方向的位置調整。在所述樣品臺上設置有X軸導軌機構，在所述樣品臺與所述X軸導軌機構上設置有Y軸導軌機構，在所述Y軸導軌機構上設置有Z軸導軌機構，所述光纖探頭固定在所述Z軸導軌機構上。在所述儲液槽內底部設置有加熱器。

并按照以下步驟進行薄液膜的生成：

第一步：在樣品臺上的樣品放置區安放金屬樣品；

第二步：向儲液槽內加入電解質溶液至標定位置，開啟加熱器將電解質溶液加熱至30℃；