[發明專利]液膜下金屬失效電化學測試裝置及其測試方法

有效

• 申請號: 202011129433.9
• 申請日: 2020-10-21
• 公開（公告）號: CN112461744B
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 李謙;范洪強;李謀成;劉異峰;魯鵬
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G01N17/02
• 分類號: G01N17/02;G01N17/04
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

1.一種液膜下金屬失效電化學測試裝置，其特征在于：包括噴霧箱、控制噴霧裝置、樣品臺、控制液膜厚度裝置、電化學工作站、工作電極探頭和計算機；

所述噴霧箱作為形成液膜的霧流提供裝置，包括液體箱(3)和工作箱(24)，液體箱(3)用來存放所需噴霧種類的液體；工作箱(24)頂部包括帶有密封圈的密封蓋(25)，密封蓋(25)透明可見內部情況，工作箱(24)中部設置樣品臺支撐板(6)，支撐板(6)用來放置樣品臺，工作箱(24)底部預留空間，能收集噴霧冷凝下的液體，通過排液管道排出；工作箱(24)的箱壁預留小孔(5)，用橡膠塞密閉小孔(5)，小孔(5)作為預留給工作電極和電化學工作站連接的導線的安裝孔；工作通過工作箱(24)的出霧口(1)通過管道(2)與液體箱(3)連通；在液體箱(3)中設置泵(4)，在液體箱(3)外部設置空氣壓縮機，利用泵(4)和空氣壓縮機，將液體箱(3)中的液體抽吸進霧化器，形成霧流由管道通過出霧口，使霧氣進入工作箱(24)；

在工作箱(24)內設置濕度感應器，將所述控制噴霧裝置(7)設置在工作箱(24)臨近位置或液體箱(3)臨近位置，所述控制噴霧裝置(7)通過電路連接泵(4)、空氣壓縮機和濕度感應器的控制部分(8)，進行負反饋調節工作箱(24)內的濕度和噴霧量；

所述樣品臺設置于工作箱(24)內部，用來放置工作電極探頭，所述樣品臺通過底座(14)與工作箱(24)的支撐板(6)進行固定連接；樣品臺通過工作平臺連接控制液膜厚度裝置，來調節工作電極表面液膜厚度；

所述控制液膜厚度裝置用來自動調節樣品臺上工作電極(12)表面的液膜厚度，所述控制液膜厚度裝置與樣品臺進行連接；

所述電化學工作站與所述工作電極探頭連接，用來采集工作電極(12)在腐蝕失效過程中的腐蝕動力學數據；

所述計算機與所述電化學工作站進行信號連接，用來記錄工作電極(12)在腐蝕失效過程中的腐蝕動力學數據；

所述控制噴霧裝置包括程序設定面板，用以作為輸入設備，設置試驗環境的參數設定；通過程序設定面板控制空氣壓縮機的開關和濕度因素的控制器，通過電纜或無線通信方式，使空氣壓縮機的開關和濕度因素的控制器與噴霧箱設備進行信號連接，用以進行正反饋調節霧流和濕度信號；

所述樣品臺包括底座(14)和工作平臺，在底座(14)上固定設置兩個平行設置的支撐耳板(9)，支撐耳板(9)與底座(14)垂直連接，支撐耳板(9)設有螺紋孔，螺桿(16)的外螺紋與支撐耳板(9)的內螺紋適配，在螺桿(16)的一端固定連接螺帽(17)，工作平臺設置于兩個支撐耳板(9)之間，工作平臺的中部固定連接在螺桿(16)的桿身上，通過旋扭螺帽(17)使螺桿(16)轉過所需角度，調控工作平臺表面的傾斜狀態，使工作平臺達到水平狀態；在工作平臺跨越螺桿(16)位置的兩側設有3個通孔，其中第一通孔和第二通孔設置于工作平臺的一側，在第一通孔和第二通孔中分別安裝工作電極(12)和參比電極(13)，且工作電極(12)和參比電極(13)與通孔表面通過絕緣材料隔離設置，工作電極(12)的上表面與工作平臺的上表面平齊，采用鉑絲(10)作為輔助電極，鉑絲(10)以非接觸式設置方式圍繞著工作電極(12)和參比電極(13)的側面上，由鉑絲(10)、工作電極(12)、參比電極(13)構成三電極探頭；通過三根導線從工作箱(24)箱壁預留小孔(5)中將三電極和單通道電化學工作站連接，并將單通道電化學工作站通過光纜連接到計算機；

采用各式厚度的薄片(11)，將薄片(11)裁剪成不遮擋三電極工作面的帶孔形狀，再將薄片(11)鑲嵌固定在工作平臺上，使薄片(11)的孔內緣設置在三電極工作面范圍的外側，使薄片(11)被剪去的孔的部分形成三電極工作面的圍堰，在圍堰內部區域內形成能容納液膜的小“水池”，使三電極工作面處于液膜底部，當液膜的表面與圍堰上沿平齊時，各式薄片(11)的厚度便是工作電極表面對應的不同液膜厚度，也即“水池”深度；工作平臺和薄片(11)的材質為絕緣材料，避免和電極之間發生電偶腐蝕；

所述控制液膜厚度裝置包括帶有轉子的馬達(15)，在工作平臺的第三通孔中安裝馬達(15)，馬達(15)的轉子與連桿的一端固定連接，連桿的另一端與刷子(18)進行連接，馬達(15)的轉子轉動時能帶動刷子(18)進行擺動，刷子的刷毛掃過薄片(11)形成的圍堰的上沿，能刷去“水池”邊上多出的液膜，使工作電極(12)上的液膜自行調整，并穩定在與相應的薄片(11)厚度對應的液膜厚度；刷子(18)材質為絕緣材料；

采用兩片導電鉑片(20)，分別貼合在“水池”邊上，在“水池”岸邊形成斷開的導電端子，用金屬導線(23)將馬達(15)、電源(22)、刷子(18)及兩片導電鉑片(20)連接形成電路，當達到設定液膜厚度即“水池”滿時，形成電流回路通路狀態，馬達(15)的轉子開始帶動刷子(18)工作，刷去“水池”邊上多出的液膜，當刷去液膜，使兩片導電鉑片(20)之間的液膜被刷去后，兩片導電鉑片(20)之間的電連接被斷開，從而使工作電極(12)表面上的液膜自行調整并穩定在與薄片(11)厚度相對應的液膜厚度，通過薄片(11)和刷子(18)的結合使用，達到生成厚度可控液膜的要求。