[发明专利]一种模拟PM2.5污染环境腐蚀试验箱

说明书

技术领域

本发明属于材料腐蚀与可靠性检测技术领域，特别是提供了一种可在实验室模拟生成并过滤产生含有PM_2.5颗粒的污染气体，满足模拟PM_2.5污染气体腐蚀行为和可靠性检测的实验装置。 

背景技术

大气颗粒物质(PM)是大气中固体和液体颗粒物的总称。按其粒径大小，可分为粗分散系(粒径大于10μm)和胶体分散系(0.001～10μm）PM_l0是指空气动力学直径为l0μm的颗物。分析结果表明，大城市中的PM_2.5主要来源是汽车尾气，尤其是柴油汽车尾气。PM_2.5能吸附各种各样的毒性化学物质。中国华北、华东地区则是PM_2.5污染的重灾区，年均浓度都在60—80mg/m³。污染指数超过世界卫生织的10mg/m³的最小安全值。而北京地区中PM_2.5中既有硫酸盐，也有硫酸氢盐。含碳组分和水溶性离子组分（NO₃^-、NH₄⁺、SO₄^2-）是PM_2.5的主要组分，其质量浓度之和超过PM_2.5的50%。 

在实际中，附着在金属表面上的含盐的各种尘埃（PM）不仅有助于水膜的形成，而且还加速腐蚀反应。尘埃中含有SO₄^2-、NO₃^-、Cl^-离子等水溶性成分,尘埃附在金属材料表面，例如电子元器件机构和触点等部位上，在一定的湿度（40%）下将发生腐蚀。因此，在微小颗粒共同作用下金属表面发生的腐蚀比一般的环境损伤程度更快速，后果更加严重，而且更加难以预防。 

但是目前为止还没有专门的用于模拟PM_2.5污染气体的腐蚀试验研究的设备，因此本发明试验装置可以提供开展模拟雾霾对金属腐蚀行为的研究，弥补这一领域的研究空白。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种模拟PM_2.5污染环境腐蚀试验箱。该环境试验箱具有结构简单、灵巧方便、控温控湿、多路污染源的结构特点，可控制试验中颗粒物成分来源及其动力学直径的大小。 

一种模拟PM_2.5污染环境腐蚀试验箱，该试验箱包括：用于形成稳压空气源，并将空气中的大粉尘颗粒物和水汽过滤去除，为试验箱提供持续稳定的气源的洁净空气给气装置；用于提供不同成分的PM_2.5源的污染源生成装置；用于对污染源生成的颗粒物进行筛选的颗粒物筛选装置；用于形成要求浓度、温度和湿度的腐蚀环境的样品腐蚀试验反应装置；用于对污染物进行截留的颗粒物采集装置；用于对试验产生的污染物进行吸附，清除其中的有害性气体及颗粒物的污染物吸附装置。 

其中，所述洁净空气给气装置包括空气压缩机、干燥净化管、稳压阀，用以形成稳压空气源，并将空气中的大颗粒物和水汽过滤去除，为试验箱提供洁净空气。 

其中，所述污染源生成装置包括流量计A、煤灰燃烧瓶、冷凝管、溶液瓶、柴油燃烧瓶，污染物生成装置同时提供三种不同成分的PM_2.5源，所述流量计A用来控制气体的流速及PM_2.5的组成成分。 

其中，所述颗粒物筛选装置包括配气室、针阀、流量计B、过滤棉、过滤器，对污染源生成的颗粒物进行筛选，留下动力学直径小于2.5μm的颗粒进行腐蚀试验。 

其中，所述样品腐蚀试验反应装置包括自适应控温仪、加湿源、 自适应控湿仪、压力表、风机、反应室、恒温槽、腐蚀样品，不同PM2.5源混合后被稀释气管路中的气体稀释，在样品腐蚀试验反应装置中，稀释后的气体被加湿、控温，形成要求浓度、温度和湿度的腐蚀环境。 

其中：所述颗粒物采集装置包括通风管、滤膜，其中，污染物被滤膜截留。 

用于颗粒物的形貌分析、粒径分布等检验以及浓度测定。 

其浓度测定可按下列公式计算：