[發(fā)明專利]從腐蝕防護角度針對可磨耗封嚴涂層體系選材評價方法

有效

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• 申請日: 2020-11-29
• 公開（公告）號: CN112649356B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發(fā)明（設計）人: 李瑛;倪雨朦
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: G01N17/02
• 分類號: G01N17/02;G01N15/08
• 代理公司: 沈陽優(yōu)普達知識產(chǎn)權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

1.一種從腐蝕防護角度針對可磨耗封嚴涂層體系選材評價方法，其特征在于，具體步驟如下：

步驟1，通過電子掃描顯微鏡與對可磨耗封嚴涂層體系的多孔表層與金屬連接層內的孔隙形狀進行分析；

步驟2，通過孔隙率測試得到多孔表層的總孔隙率與最可幾孔徑；

步驟3，根據(jù)步驟1與步驟2的結果，計算各層與腐蝕溶液接觸面積的比值，利用有限元分析軟件Comsol Multiphysic對涂層體系內的局部電偶腐蝕進行建模；

步驟3的具體過程如下：

(301)將步驟1所觀察到可磨耗封嚴涂層體系的多孔表層孔隙形狀，結合孔隙率與最可幾孔徑，再默認多孔表層孔隙為貫通孔，腐蝕介質可通過貫通孔隙直接到達金屬連接層的連接界面的前提下，計算得到多孔表層的孔隙表面積S₁；

(302)將金屬連接層的局部腐蝕行為默認為縫隙腐蝕，與腐蝕溶液接觸面積為多孔表層與金屬連接層的連接界面的面積S₂；

(303)在Comsol Multiphysic軟件中建模，簡化模型為單側相連的兩個長方形，設定長方形內部的腐蝕介質為單一電解質，長方形除單側相連的底邊外其他三邊絕緣；由于封嚴涂層體系在模型中的腐蝕，一側的邊界會在幾何模型中向下移動；在幾何模型的原點沿負Y方向引入一個0.01cm的小高度臺階，以確保在仿真過程中保留幾何圖形的拓撲，令臺階的垂直邊界屬于多孔表層的表面；

(304)模型底部邊界的左側部分為多孔表層，長度為d₁；模型底部邊界的右側部分為金屬連接層長度為d₂，長度比d₁/d₂＝S₁/S₂；

步驟4，對體系內各層進行極化曲線測試，并把結果帶入模型中充當邊界條件，最終得到充當陽極的金屬層的溶解電流。

2.根據(jù)權利要求1所述的從腐蝕防護角度針對可磨耗封嚴涂層體系選材評價方法，其特征在于，步驟1的具體過程如下：

(101)用水砂紙打磨涂層體系截面，依次經(jīng)800#→1000#→1200#→1500#→2000#，并拋光，除油除水；

(102)使用掃描電子顯微鏡，在二次電子模式下觀察多孔表層與金屬連接層的孔隙形狀。

3.根據(jù)權利要求1所述的從腐蝕防護角度針對可磨耗封嚴涂層體系選材評價方法，其特征在于，步驟2的具體過程如下：

(201)用水砂紙打磨金屬涂層體系的多孔表層，依次經(jīng)800#→1000#→1200#→1500#→2000#，并拋光，除油除水；

(202)使用壓汞法或氣體吸附法，測得多孔表層與金屬連接層孔徑分布曲線，得到孔隙率與最可幾孔徑。

4.根據(jù)權利要求3所述的從腐蝕防護角度針對可磨耗封嚴涂層體系選材評價方法，其特征在于，步驟(202)中，孔徑在50nm以上時使用壓汞法，孔徑小于50nm時使用氣體吸附法。

5.根據(jù)權利要求1所述的從腐蝕防護角度針對可磨耗封嚴涂層體系選材評價方法，其特征在于，步驟4的具體過程如下：

(401)用水砂紙分別打磨多孔表層與金屬連接層，依次經(jīng)800#→1000#→1200#→1500#→2000#，并拋光，除油除水；

(402)使用電化學工作站得到兩層在同種電解液內各自的極化曲線，并將極化曲線數(shù)據(jù)導入Comsol Multiphysic軟件作為邊界條件，計算得出充當陽極的金屬層的陽極溶解電流，以此作為選材合理性的評估手段。