[實用新型]一種原位充氫實驗裝置

有效

• 申請號: 201920962641.3
• 申請日: 2019-06-25
• 公開（公告）號: CN210136203U
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發明（設計）人: 葉飛;陶平;趙晨宇;鞏建鳴;耿魯陽
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: G01N27/416
• 分類號: G01N27/416
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 馮慧

本實用新型公開了一種原位充氫實驗裝置，包括底座、下殼體和上蓋體。下殼體縱截面為“凸”字形結構，下殼體通過鎖緊螺栓固定在底座上，下殼體和上蓋體上設有對稱設置的通孔，上蓋體通過緊固螺釘固定在下殼體上。下殼體空心內腔設有下凹載臺，上蓋體中心設有針頭測試孔，且針頭測試孔設置在載臺正上方。上蓋體上還開有接導線孔，下殼體上凸部分的兩側設有一對凸起，上蓋體兩側設有與凸起相匹配的凹槽。所述凸起內部設有向外的溢流口，本實用新型結構設計新穎，使用方便，能夠對充氫試樣進行原位充氫測試。本裝置適用于納米壓痕、原子力顯微鏡等使用探針測量的儀器。

技術領域

本實用新型涉及電化學實驗技術領域，具體為一種原位充氫實驗裝置。

背景技術

氫對幾乎所有金屬都有氫致塑性損減和氫致斷裂抗性降低的不利影響，這些現象一般統稱為氫脆。而材料在制備、加工和使用中都可能有氫進入材料。所以，研究氫對材料的影響成為安全、經濟地使用材料的關鍵。

為了研究氫對材料的影響，需要對含氫的試樣進行力學測試。常用的充氫方法有水溶液電解充氫、熔鹽電解充氫和氣相充氫，其中水溶液電解充氫因為其安全性和易操作性應用最廣泛。

常規的力學實驗如單軸拉伸實驗等，能夠反映宏觀尺度上氫對材料的影響。但隨著研究的深入，微觀尺度上氫對材料的影響尤其是氫對金屬材料不同相的影響越來越重要。對微觀尺度的研究往往需要使用細小的探針來確定研究的區域，如納米壓痕儀等設備。

傳統的測試方法都是對充氫后的試樣取出進行測試，充氫完成到測試開始的間隔中材料中的氫會結合成氫氣溢出，影響實驗結果準確性；另外，為保證測試時的氫濃度，常對試樣進行長時間充氫，會對試樣表面產生損傷，不利于下一步試驗。而原位測試可以使測試部位始終保持較高的氫濃度，可以降低充氫時間,且不會有氫氣溢出。所以，實現對試樣充氫的同時連續在線進行測試對研究氫對材料的影響十分有益。

如上所述，如納米壓痕儀等探針類的設備可以實現對材料微觀尺度的性能測試，但目前還沒有使這類設備實現對試樣充氫的同時連續在線進行測試的裝置，不足以滿足目前微觀尺度上研究材料氫脆現象的要求。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種原位充氫實驗裝置，實現了對試樣充氫的同時連續在線進行測試，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

一種原位充氫實驗裝置, 包括底座、下殼體和上蓋體，所述下殼體縱截面為“凸”字形結構，所述下殼體通過鎖緊螺栓固定在底座上，所述下殼體和上蓋體上設有對稱設置的通孔，所述上蓋體通過緊固螺釘固定在下殼體上；所述下殼體的中心設有圓柱形空心內腔，空心內腔設有載臺，載臺的高度低于空心內腔的上沿；所述上蓋體中心設有針頭測試孔，且所述針頭測試孔設置在載臺正上方，所述上蓋體上還開有導線孔；所述下殼體上凸部分的相對兩側設有凸起，所述上蓋體相對兩側設有與凸起相匹配的凹槽；所述凸起內部設有向外的溢流口；所述下殼體上凸的側壁設有進液口，相對另一側側壁設有出液口，；所述下殼體與底座之間連接處安裝有橡膠密封墊。

優選的，所述載臺采用下凹載臺，所述載臺采用圓柱體結構。

優選的，所述底座、下殼體和上蓋體均采用有機玻璃高分子材料制成。

一種原位充氫實驗裝置使用方法包括以下步驟：

A、首先將下殼體上的進液口通過進液管連接流量泵，再將出液口通過出液管連接容器；

B、將焊接導線后的圓形試樣放置在載臺上，導線通過導線孔，用注射器將充氫溶液直接注入下殼體，使液面沒過試樣表面1毫米；

C、將鉑對電極穿過導線孔放入充氫溶液中，再將上蓋體與下殼體用緊固螺栓固定；

D、將焊接于試樣的導線、鉑對電極連接至電化學工作站，再按實驗預設的電流密度打開電化學工作站；