專利名稱：一種腐蝕產(chǎn)物膜磨損性能及腐蝕電化學(xué)測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)和電化學(xué)測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了一種腐蝕產(chǎn)
物膜在磨損條件下電化學(xué)測(cè)試裝置。適用于對(duì)不同腐蝕環(huán)境下形成的腐蝕產(chǎn)物在
磨損過(guò)程中的電化學(xué)參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，并可以測(cè)量腐蝕產(chǎn)物膜的耐磨損性能。另外
該裝置可以實(shí)現(xiàn)不同腐蝕環(huán)境的模擬。
背景技術(shù)：
覆蓋完整且致密的腐蝕產(chǎn)物膜具有減緩腐蝕，保護(hù)基體金屬的作用，但是在
實(shí)際使用過(guò)程中基體金屬表面的腐蝕產(chǎn)物膜常常會(huì)受到磨損的作用，很容易減薄
甚至破裂，使基體金屬腐蝕速度增大，例如貨車車廂，橋板、船板、管道內(nèi)壁等。
腐蝕產(chǎn)物膜自身的磨損性能及磨損中的電極過(guò)程是決定金屬磨損腐蝕性能的兩
個(gè)重要方面。明確腐蝕產(chǎn)物膜的磨損行為和磨損過(guò)程中電化學(xué)過(guò)程特點(diǎn)，對(duì)于掌
握腐蝕產(chǎn)物膜的耐磨損性能，認(rèn)識(shí)腐蝕產(chǎn)物膜對(duì)基體金屬電化學(xué)腐蝕過(guò)程的作用
具有重要的意義。目前典型的腐蝕磨損試驗(yàn)機(jī)是W. P. Rengstorff等建立的帶有
液槽的銷板式往復(fù)運(yùn)動(dòng)摩擦試驗(yàn)機(jī)(G.W.P. Rengstorff, K. Miyoshi, D.H. Buckley,
Trans. ASLE. 1984, 20(1): 43)，后來(lái)經(jīng)中國(guó)科學(xué)院金屬研究所姜曉霞等逐步完善，
可以測(cè)量不同腐蝕介質(zhì)中金屬基體的摩擦磨損性能(姜曉霞，李詩(shī)卓，李曙，金
屬的腐蝕磨損，北京化學(xué)工業(yè)出版社，2003)。另外還有腐蝕與磨損同步測(cè)量
裝置(王安泰，陶璘，楊燕怡， 一種腐蝕與磨損同步測(cè)量裝置，國(guó)家知識(shí)產(chǎn)局，
專利號(hào)87214788)，腐蝕與磨損交互作用動(dòng)態(tài)測(cè)量裝置(黃偉九，劉明，李兆峰，
一種腐蝕與磨損交互作用動(dòng)態(tài)的測(cè)量裝置，國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局，專利號(hào)
200620111395.3)等，但是這些都是對(duì)鋼基體的腐蝕磨損性能的測(cè)量，缺少可同
時(shí)測(cè)量不同腐蝕環(huán)境中形成的腐蝕產(chǎn)物膜的磨損性能和電化學(xué)行為的測(cè)試裝置，
這對(duì)于認(rèn)識(shí)腐蝕產(chǎn)物膜的耐磨損性能和腐蝕產(chǎn)物膜對(duì)磨損中的電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程
的影響帶來(lái)了限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供腐蝕產(chǎn)物膜磨損性能及腐蝕電化學(xué)測(cè)試裝置。該 裝置可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同腐蝕環(huán)境下所形成的腐蝕產(chǎn)物膜磨損過(guò)程中基體金屬腐蝕的 電化學(xué)信號(hào)測(cè)試，可以方便準(zhǔn)確地測(cè)量磨損條件下腐蝕產(chǎn)物膜覆蓋金屬的腐蝕電化學(xué)行為。
本發(fā)明由電機(jī)、密封蓋、旋轉(zhuǎn)圓盤、摩擦塊，試樣臺(tái)、三電極電化學(xué)測(cè)試系 統(tǒng)等主要部分組成，外接電化學(xué)測(cè)試儀器和恒溫水浴。
電機(jī)1與旋轉(zhuǎn)圓盤9通過(guò)連軸器24相連，電機(jī)1的四個(gè)底腳螺絲23插入密 封蓋內(nèi)以固定電機(jī)l，電機(jī)調(diào)速器2用以調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)圓盤9的轉(zhuǎn)速。電機(jī)l通過(guò)聯(lián) 軸器24與旋轉(zhuǎn)圓盤9相連，摩擦塊11通過(guò)摩擦塊夾具10固定在旋轉(zhuǎn)圓盤9上， 通過(guò)旋轉(zhuǎn)圓盤9的帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，對(duì)帶有腐蝕產(chǎn)物膜的磨損試樣12和帶有腐蝕產(chǎn)物 膜的電化學(xué)測(cè)試試樣25進(jìn)行磨損。帶有腐蝕產(chǎn)物膜的磨損試樣12和帶有腐蝕產(chǎn) 物膜的電化學(xué)試樣25,分別放置位于試樣夾具13上的磨損試樣槽27和電化學(xué) 試樣槽32處。帶有腐蝕產(chǎn)物膜電化學(xué)測(cè)試試樣25作為工作電極，固定在電化學(xué) 試樣槽31中，其連接導(dǎo)線21從電化學(xué)試樣導(dǎo)線槽31中引出，鉑絲26作為輔助 電極，放在鉑絲槽29內(nèi)，環(huán)繞在電化學(xué)測(cè)試試樣25的周圍，鉑絲導(dǎo)線20通過(guò) 鉑絲導(dǎo)線槽30引出。飽和甘汞電極18、電化學(xué)測(cè)試試樣25和鉑絲26構(gòu)成三電 極體系，通過(guò)導(dǎo)線與外加電化學(xué)測(cè)試系統(tǒng)相連，測(cè)量腐蝕產(chǎn)物膜不同磨損狀態(tài)下 的電化學(xué)試樣25的電化學(xué)參數(shù)。
所述磨損試樣12和電化學(xué)測(cè)試試樣25低于實(shí)驗(yàn)箱中溶液16表面5 10cm。
所述試樣夾具13固定在試樣臺(tái)14上，并裝有多個(gè)帶有腐蝕產(chǎn)物膜的磨損試 樣12和一個(gè)電化學(xué)試樣25。
在密封蓋5上面留有進(jìn)氣口 3和排氣口 19。在密封蓋5與法蘭7接觸的部位 除了螺釘4外，加了 0型圈6進(jìn)行密封。摩擦塊11的旋轉(zhuǎn)對(duì)帶有腐蝕產(chǎn)物膜的 試樣12進(jìn)行磨損之后，通過(guò)稱量和計(jì)算磨損前后腐蝕產(chǎn)物膜的失重得到腐蝕產(chǎn) 物膜的磨損性能。
本裝置的有益效果是，可以使金屬或合金在特定的腐蝕環(huán)境中形成腐蝕產(chǎn)物 膜，并且能夠?qū)λ纬傻母g產(chǎn)物膜進(jìn)行磨損實(shí)驗(yàn)，測(cè)量所形成的腐蝕產(chǎn)物膜的 耐磨損性能，同時(shí)對(duì)磨損過(guò)程中有腐蝕產(chǎn)物膜覆蓋的試樣進(jìn)行電化學(xué)參數(shù)的測(cè) 量，得到腐蝕產(chǎn)物膜磨損不同時(shí)間后的電化學(xué)參數(shù)值。通過(guò)通入腐蝕性的氣體和 箱體里面的電解液可以用來(lái)模擬多種腐蝕環(huán)境。


圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。其中電機(jī)l、電機(jī)調(diào)速器2、進(jìn)氣口3、密封
4蓋螺釘4、密封蓋5、 0型圈6、法蘭7、旋轉(zhuǎn)圓盤螺釘8、旋轉(zhuǎn)圓盤9、摩擦塊 夾具IO、摩擦塊ll (4個(gè)且可更換)、帶有腐蝕產(chǎn)物膜的磨損試樣12、試樣夾 具13、試樣臺(tái)14、容器15、溶液16、鹽橋17、飽和甘汞電極18、排氣口19、 鉬絲導(dǎo)線20、電化學(xué)試樣導(dǎo)線21、飽和甘汞電極導(dǎo)線22、電機(jī)腳底螺絲23、聯(lián) 軸器24。
圖2三電極體系結(jié)構(gòu)圖(圖1中A區(qū))，其中帶有腐蝕產(chǎn)物膜的電化學(xué)試樣 25、鈾絲26。
圖3試樣夾具俯視圖，其中帶有腐蝕產(chǎn)物膜的磨損試樣槽27、螺釘28、鉑 絲槽29、鉑絲導(dǎo)線槽30、電化學(xué)試樣導(dǎo)線槽31、帶有腐蝕產(chǎn)物膜的電化學(xué)試樣 槽32。
具體實(shí)施例方式
制備帶有腐蝕產(chǎn)物膜試樣12，并對(duì)帶有腐蝕產(chǎn)物膜試樣12用精度為0. lmg 的電子分析天平進(jìn)行稱重。圖1和圖3所示，將制備好的帶有腐蝕產(chǎn)物膜試樣 12和帶有腐蝕產(chǎn)物膜的電化學(xué)試樣25分別固定在試樣夾具13上的磨損試樣槽 27和電化學(xué)試樣槽32處。圖2所示，電化學(xué)試樣25通過(guò)電化學(xué)試樣導(dǎo)線21引 出，鉑絲26放入電化學(xué)試樣25外側(cè)的鉑絲導(dǎo)線槽30中，由鉑絲導(dǎo)線20引出， 作為參比電極的飽和甘汞電極18放入鹽橋17中，電化學(xué)試樣25、鉑絲26、甘 汞電極18組成三電極體系。圖1所示，試樣夾具13固定在試樣臺(tái)14上，帶有 腐蝕產(chǎn)物膜的磨損試樣12共有5個(gè)，帶有腐蝕產(chǎn)物膜的電化學(xué)試樣25共1個(gè)， 分別放置在試樣臺(tái)14上面的試樣夾具13的磨損試樣槽27和電化學(xué)試樣導(dǎo)線槽 32處。將鉬絲導(dǎo)線20、電化學(xué)試樣導(dǎo)線21、飽和甘汞電極導(dǎo)線22連接到裝置 外的電化學(xué)測(cè)試儀器上，用摩擦塊夾具13將摩擦塊11固定在轉(zhuǎn)盤9上，再將旋 轉(zhuǎn)圓盤9通過(guò)聯(lián)軸器24與電機(jī)1相連。隨后向容器15中注入溶液16，直至液 面高出磨損試樣12和電化學(xué)試樣25的表面5cm，待溶液穩(wěn)定后，將帶有電機(jī)1 的密封蓋5蓋上，合理調(diào)節(jié)三電極的位置。最后打開(kāi)電源，調(diào)節(jié)電機(jī)調(diào)速器2 的轉(zhuǎn)速，使旋轉(zhuǎn)圓盤9上的摩擦塊U以一定的速度對(duì)磨損試樣12和電化學(xué)試樣 25表面的腐蝕產(chǎn)物膜進(jìn)行磨損，外接的電化學(xué)測(cè)試系統(tǒng)可以對(duì)磨損不同時(shí)間后 電化學(xué)試樣25進(jìn)行電化學(xué)測(cè)試。當(dāng)磨損進(jìn)行到設(shè)定的時(shí)間后，取出帶有腐蝕產(chǎn) 物膜的磨損試樣12，對(duì)磨損試樣12除水后進(jìn)行再次稱量其重量，根據(jù)重量損失 計(jì)算腐蝕產(chǎn)物膜的耐磨損性能。利用密封蓋5、 0型圈6、進(jìn)氣口3和排氣口19可以根據(jù)測(cè)試需要，實(shí)現(xiàn)不同種類腐蝕性氣體在常壓下形成的腐蝕環(huán)境的模擬-
權(quán)利要求
1、一種腐蝕產(chǎn)物膜磨損性能及腐蝕電化學(xué)測(cè)試裝置，其特征在于，包括電機(jī)、密封蓋、旋轉(zhuǎn)圓盤、摩擦塊，試樣臺(tái)、三電極電化學(xué)測(cè)試系統(tǒng)、外接電化學(xué)測(cè)試儀器和恒溫水浴，電機(jī)(1)與旋轉(zhuǎn)圓盤(9)通過(guò)連軸器(24)相連，通過(guò)聯(lián)軸器(24)與旋轉(zhuǎn)圓盤(9)相連，摩擦塊(11)通過(guò)摩擦塊夾具(10)固定在旋轉(zhuǎn)圓盤(9)上，通過(guò)旋轉(zhuǎn)圓盤9的帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，對(duì)帶有腐蝕產(chǎn)物膜的磨損試樣(12)和帶有腐蝕產(chǎn)物膜的電化學(xué)測(cè)試試樣(25)進(jìn)行磨損；帶有腐蝕產(chǎn)物膜的磨損試樣(12)和帶有腐蝕產(chǎn)物膜的電化學(xué)試樣(25)分別放置在試樣夾具(13)的磨損試樣槽(27)和電化學(xué)試樣槽(32)處；帶有腐蝕產(chǎn)物膜電化學(xué)測(cè)試試樣(25)作為工作電極，固定在電化學(xué)試樣槽(31)中，其連接導(dǎo)線(21)從電化學(xué)試樣導(dǎo)線槽(31)中引出，鉑絲(26)作為輔助電極，放在鉑絲槽(29)內(nèi)，環(huán)繞在電化學(xué)測(cè)試試樣(25)的周圍，鉑絲導(dǎo)線(20)通過(guò)鉑絲導(dǎo)線槽(30)引出，飽和甘汞電極(18)、電化學(xué)測(cè)試試樣(25)和鉑絲(26)構(gòu)成三電極體系，通過(guò)導(dǎo)線與外加電化學(xué)測(cè)試系統(tǒng)相連，測(cè)量腐蝕產(chǎn)物膜不同磨損狀態(tài)下的電化學(xué)試樣(25)的電化學(xué)參數(shù)。
2、 如權(quán)利要求1所述的腐蝕產(chǎn)物膜磨損性能及腐蝕電化學(xué)測(cè)試裝置，其特 征在于，磨損試樣(12)和電化學(xué)測(cè)試試樣(25)低于試驗(yàn)箱中溶液(16)表面 5 10cm。
3、 如權(quán)利要求1所述的腐蝕產(chǎn)物膜磨損性能及腐蝕電化學(xué)測(cè)試裝置，其特 征在于，試樣夾具(13)固定在試樣臺(tái)(14)上，并裝有多個(gè)帶有腐蝕產(chǎn)物膜的 磨損試樣(12)和一個(gè)電化學(xué)試樣(25)。
全文摘要
一種腐蝕產(chǎn)物膜磨損性能及腐蝕電化學(xué)測(cè)試裝置，屬于腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)和電化學(xué)測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明由電機(jī)、密封蓋、旋轉(zhuǎn)圓盤、摩擦塊，試樣臺(tái)、三電極電化學(xué)測(cè)試系統(tǒng)、外接電化學(xué)測(cè)試儀器、恒溫水浴等主要部分組成，通過(guò)旋轉(zhuǎn)圓盤的旋轉(zhuǎn)摩擦塊對(duì)試樣進(jìn)行磨損，電化學(xué)測(cè)試采用三電極體系，電化學(xué)試樣作為工作電極，鉑絲作為參比電極，環(huán)繞在電化學(xué)試樣的周圍，與飽和甘汞電極構(gòu)成三電極體系。本裝置可以測(cè)量所形成的腐蝕產(chǎn)物膜的耐磨損性能，同時(shí)對(duì)磨損過(guò)程中有腐蝕產(chǎn)物膜覆蓋的試樣進(jìn)行電化學(xué)參數(shù)的測(cè)量，得到腐蝕產(chǎn)物膜磨損不同時(shí)間后的電化學(xué)參數(shù)值。
文檔編號(hào)G01N3/56GK101477010SQ200910076139
公開(kāi)日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2009年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月9日
發(fā)明者楊善武, 偉 柳, 賈月彩, 路民旭 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)