[发明专利]一种耐高温、高压的可视反应实验装置

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料在高温高压下非强碱性溶液中腐蚀浸泡及相关实验的多功能实验装置。

背景技术

在进行材料抗腐蚀性能评价的研究过程中，经常需要把材料在较高温度的介质中浸泡，然后通过观察其腐蚀反应过程和测量材料的各种性能参数来评价其性能，由于高温往往会产生较大的压力，这时就需要有能够承受高温和高压的容器或设备。高温高压釜虽然可以承受高温高压，然而其内壁一般为不锈钢，如果测试的材料为异类金属的话，在腐蚀介质中往往会产生电池效应进而改变反应机理；有些实验需要对其反应过程(如试样在反应过程中表面形貌、溶液颜色的变化情况、应力腐蚀实验中裂纹的产生和扩展情况等)进行观察和监测，但现有高温高压釜通常为双层金属结构，不透明，所以无论是通过肉眼观察，还是通过数码摄像机或红外热成像仪都无法监测和拍摄反应的全过程，而且其价格昂贵。现在也有可以观察反应过程的玻璃反应釜，但这种反应釜一般是在常压和负压条件下进行工作，而且其容积是固定的，有时无法满足实验要求的试样面积和溶液体积比要求；这种玻璃反应釜结构固定，不能根据实验要求进行插件组装，比如不能将腐蚀实验与电化学工作站等仪器进行开放式组装。实验室的一般玻璃容器虽然成本较低，但要么无法承受高温高压，要么密封性不够好，无法使溶液介质达到需要的温度或压力，而且一般玻璃容器也存在一定安全隐患。因此，对能耐高温高压的可视密封多功能实验装置的研究具有重要意义。现有的实验装置或者是局限性较大，或者是成本太高，目前，国内还没有既可以耐高温高压又能以多种方式观察和监测其反应过程且能调节容器容量大小还比较经济的实验装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种可供金属材料在高温的非强碱性溶液中进行腐蚀浸泡相关实验的多功能实验装置，解决现有实验装置中金属容器和实验金属试样接触产生的电池效应、无法观察和监测反应过程、无法调节容器容量大小及价格昂贵的问题，为研究金属材料的抗腐蚀性能和腐蚀机理提供实验依据。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种耐高温高压的可视反应实验装置，包括：两端磨口石英玻璃管、磨口石英玻璃塞、聚四氟乙烯密封圈、不锈钢夹板、两端带螺纹不锈钢杆、螺母加垫圈、试样架、红外热成像仪。把试样架放入石英玻璃管内，然后在石英玻璃管两端用石英玻璃塞塞住，管和塞子之间安放一个聚四氟乙烯密封圈进行密封，在两端石英玻璃盖的外侧各放置一块不锈钢板，然后通过拧紧不锈钢螺杆两端的螺母夹紧石英玻璃管，然后把装置整体放入加热装置中，再根据实验要求用肉眼或数码相机、红外热成像仪对准石英玻璃管中的试样对反应过程进行监测。

本发明的优点在于：

(1)避免了一般金属容器或高温高压釜中釜壁金属材料和异类金属试样形成电池效应的现象；

(2)解决了一般高压釜不能观察反应过程的问题，可以利用红外成像仪对反应过程进行精确监测，也可以直接肉眼观察或利用数码摄像机监测反应过程，满足不同的实验要求；

(3)该实验装置中有悬挂试样的试样架，也可以直接使用其他夹具夹持试样然后放入本实验装置的石英玻璃管设备内；

(4)本实验装置具有开放性，可以使用现有的水浴、油浴或高温高压釜等作为介质加热热源；可以通过在玻璃盖上的开孔插入电化学测试所需要的三根电极，然后用密封圈密封开孔，从而实现与现有电化学工作站或恒电位仪的连用；可以通过玻璃盖上的开孔连接充气阀和压力表，从而实现充气功能，并且可以进行压力监测。

(5)该实验装置可以配备系列不同壁厚、直径和长度的石英玻璃管来满足不同的实验要求；

(6)本实验装置可以满足除氢氟酸、磷酸和强碱性介质外的所有介质的浸泡实验要求；

(7)该实验装置材料选取方便，容易加工，成本较低，操作简单。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图2是试样架示意图。

图3是红外热成像仪示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，对本发明进行详细的描述。