[實(shí)用新型]一種多晶X射線衍射-材料腐蝕原位表征分析系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202220157143.3
• 申請(qǐng)日: 2022-01-20
• 公開（公告）號(hào): CN217385152U
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李冬梅;王云霞;梁軍;閻逢元
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所
• 主分類號(hào): G01N17/00
• 分類號(hào): G01N17/00;G01N23/207
• 代理公司: 蘭州智和專利代理事務(wù)所(普通合伙) 62201
• 代理人: 張英荷

本實(shí)用新型涉及材料腐蝕在線分析測(cè)試系統(tǒng)，尤其涉及一種可以實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)腐蝕情況下材料相變的多晶X射線衍射?材料腐蝕原位表征分析系統(tǒng)，包括多晶X射線衍射儀、制冷加熱裝置、恒溫槽、腐蝕槽、升降機(jī)構(gòu)以及電化學(xué)工作站，通過將多晶X射線衍射儀與制冷加熱裝置、恒溫槽、腐蝕槽以及電化學(xué)工作站等聯(lián)用，可在實(shí)驗(yàn)室再現(xiàn)材料腐蝕過程，實(shí)現(xiàn)多晶X射線衍射儀在原位條件下測(cè)試記錄材料腐蝕過程中物相動(dòng)態(tài)變化的功能拓展，進(jìn)一步擴(kuò)展了多晶X射線衍射儀的原位表征分析功能，同時(shí)為材料腐蝕磨損機(jī)理的深入研究提供了有效信息。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及材料腐蝕在線分析測(cè)試系統(tǒng)，尤其涉及一種可以實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)腐蝕情況下材料相變的多晶X射線衍射-材料腐蝕原位表征分析系統(tǒng)，是對(duì)多晶X射線衍射儀原位功能的拓展。

背景技術(shù)

摩擦磨損是工程技術(shù)領(lǐng)域和日常生活中的普遍現(xiàn)象，是造成材料和能源損耗的一個(gè)重要原因。海水是一種復(fù)雜的天然平衡體系，具有高的含鹽量、導(dǎo)電性和生物活性，具有特殊的理化性能，是一種很強(qiáng)的腐蝕性電解質(zhì)溶液。近年來海洋開發(fā)受到普遍重視，但是，港口的鋼樁、棧橋、跨海大橋、海上采油平臺(tái)、濱海電站、海上船舶以及海水液壓工具等會(huì)遇到海水的腐蝕、磨損或侵蝕等問題。而海洋開發(fā)需要面對(duì)惡劣的海洋環(huán)境，金屬材料在海洋中的腐蝕損失非常嚴(yán)重，影響設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至?xí)馂?zāi)難性事故。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界每年制造的鋼鐵約有30%遭受腐蝕，10%的鋼鐵變?yōu)闊o用的鐵銹，腐蝕經(jīng)濟(jì)損失約占國(guó)民生產(chǎn)總值(GDP)4%，海洋腐蝕損失約占總腐蝕損失的1/3。因此，研究金屬材料在海水環(huán)境下的腐蝕磨損行為，從而指導(dǎo)選擇適合于海洋工程的金屬材料對(duì)我國(guó)海洋開發(fā)的戰(zhàn)略性發(fā)展具有重要的支撐作用。

多晶X射線衍射分析(X-ray diffraction)能精確的對(duì)多晶粉末材料進(jìn)行定性、定量分析，應(yīng)用于重疊峰的剝離、晶胞參數(shù)計(jì)算、結(jié)晶系的確定、晶體粒徑和晶格應(yīng)力的計(jì)算、結(jié)晶度的計(jì)算等。多晶X射線衍射方法具有不損傷樣品、無污染、快捷、測(cè)量精度高、能得到有關(guān)晶體完整性的大量信息等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為研究金屬材料腐蝕過程中微觀組織和晶體結(jié)構(gòu)變化的最重要的手段之一。但是，通常測(cè)試腐蝕后金屬材料的晶體結(jié)構(gòu)都是非原位情況下。因?yàn)楦g后的材料在測(cè)試時(shí)暴露到空氣中會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)重構(gòu)，不能真實(shí)反映材料結(jié)構(gòu)腐蝕變化的真實(shí)過程。因此如何在現(xiàn)有多晶X-射線衍射儀的基礎(chǔ)上對(duì)多晶X-射線衍射儀表征分析技術(shù)加以擴(kuò)展，使其能夠進(jìn)行材料腐蝕原位表征分析，以獲得材料在海洋、化工（酸、堿等工況）、離子液體潤(rùn)滑油等腐蝕條件下的結(jié)構(gòu)變化信息，實(shí)現(xiàn)材料結(jié)構(gòu)變化的實(shí)時(shí)觀察，成為摩擦磨損研究人員迫切期望解決的一個(gè)重要技術(shù)問題。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)上述背景技術(shù)中多晶X射線衍射儀無法對(duì)材料腐蝕過程中材料晶體變化進(jìn)行同步原位分析的問題，本實(shí)用新型在現(xiàn)有多晶X射線衍射儀的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種多晶X射線衍射-材料腐蝕原位表征分析系統(tǒng)，用以實(shí)現(xiàn)基于原位條件下的材料表面腐蝕過程物性結(jié)構(gòu)分析，進(jìn)一步擴(kuò)展了多晶X射線衍射儀的原位表征分析功能。

本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種多晶X射線衍射-材料腐蝕原位表征分析系統(tǒng)，包括多晶X射線衍射儀、制冷加熱裝置和材料腐蝕組合系統(tǒng)，該材料腐蝕組合系統(tǒng)包括置于多晶X射線衍射儀內(nèi)部的升降過渡臺(tái)，升降過渡臺(tái)上放置有恒溫槽，該恒溫槽包括內(nèi)壁和外壁，所述內(nèi)壁和外壁之間間隔一定距離，并圍合形成流體循環(huán)腔；恒溫槽兩側(cè)的外壁上分別開設(shè)有第一流體入口和第一流體出口，所述第一流體入口和第一流體出口分別通過管道與置于多晶X射線衍射儀外部的制冷加熱裝置流體連通；恒溫槽內(nèi)還放置有腐蝕槽，腐蝕槽上方設(shè)有升降機(jī)構(gòu)，升降機(jī)構(gòu)上懸掛有樣品支架。

本實(shí)用新型的有益效果如下：

（1）將多晶X射線衍射儀與材料腐蝕裝置組合起來，可在原位條件下測(cè)試記錄材料腐蝕過程中的物相動(dòng)態(tài)變化，為材料腐蝕磨損機(jī)理的深入研究提供了有效信息；