[实用新型]一种可控制氧含量的恒温恒湿薄液膜腐蚀实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及薄液膜腐蚀实验改进，具体涉及一种可控制氧含量的恒温恒湿薄液膜腐蚀实验装置，属于电化学腐蚀技术领域。

背景技术

大气腐蚀是金属材料最常见的腐蚀现象之一，大气腐蚀中的薄液膜腐蚀为腐蚀研究的重要研究方向。薄液膜中往往含有水溶性的腐蚀性盐类及溶入的腐蚀性气体，对金属腐蚀产生较大影响，同时薄液膜厚度直接决定了金属腐蚀速率。

随着腐蚀反应的进行，电解槽中的腐蚀介质液面可能会因为蒸发、参与反应等原因而降低，造成工作电极表面液膜厚度的极大改变，使得电化学工作站测出的数据不具有准确性以及可靠性，实验现象以及实验结果的重现性低等缺陷。

当腐蚀环境温度变化很大时，腐蚀介质中的分子运动剧烈程度不同，腐蚀介质的蒸发速度不同极大地影响了腐蚀反应过程，对实验结果产生重要影响。

传统的薄液膜厚度保持方法通常采用增大电解槽面积以减小因蒸发引起的薄液膜厚度变化，或者增强实验装置的密封性以减小腐蚀介质的蒸发的方法来保持液膜厚度的稳定。该方法可控性低，不能完全避免腐蚀介质的蒸发作用，同时，蒸发的腐蚀介质也未能得到补充。

传统的温度控制方法为利用室内空调等设备控制室温来保持测试温度的稳定。该方法温度稳定性差，且可测试温度范围小，尤其不能实现腐蚀温度为零下温度的控制。

同时，该体系下阴极主要发生吸氧反应，随着腐蚀反应的进行，一方面，腐蚀介质中氧气含量逐渐减少，另一方面，随着液膜厚度的减薄，空气中的氧气容易到达溶液表面，腐蚀介质氧含量增加，因此，氧含量变化对腐蚀反应的阴极过程有着重要影响。

研制一种控制溶液氧含量的恒温恒湿薄液膜腐蚀实验装置，并建立相应的实验方法，极大地减小由于腐蚀介质蒸发引起的液膜厚度的变化和由于温度差异引起的实验结果重现性差等问题，同时还能保持溶液中氧气含量的稳定，进而对各种材料的薄液膜腐蚀行为和腐蚀机理进行系统深入的研究，对于丰富和发展腐蚀学相关理论、尤其是薄液膜腐蚀理论具有重要的学术与理论价值；对于研发防护措施，减少工程中出现的薄液膜腐蚀问题，抑制大气腐蚀，延长大气环境中服役的各种设备的使用寿命，具有十分重要的现实意义和工程应用价值。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的是提供一种控制溶液氧含量的恒温恒湿薄液膜腐蚀实验装置。本实用新型能根据实验需要实现对溶液氧浓度的控制，且自动化程度高，控制与测试的精度高，实验数据的重现性好。另外，本实用新型能保持装置湿度稳定，极大地减小因为溶液蒸发引起的液膜厚度的变化；同时能保持测试温度范围从零下低温至高温几十度，实现在一定温度及液膜厚度下金属腐蚀的电化学数据采集，从而更真实准确地研究在不同膜厚下金属的腐蚀机理。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种可控制氧含量的恒温恒湿薄液膜腐蚀实验装置，包括电化学腐蚀测量系统，所述电化学腐蚀测量系统包括带有密封盖的电解槽，其特征在于，还包括溶液氧含量控制系统，所述溶液氧含量控制系统包括氧含量检测装置、氧含量调节装置和氮气调节装置；

氧含量检测装置包含氧含量检测探头和氧含量测定仪；氧含量检测探头位于电解槽内并用于检测溶液的氧含量；氧含量检测探头的信号输出端与氧含量测定仪相连接；

氧含量调节装置包含氧气源和氧气控制阀；氧气源通过氧气输送管道与电解槽连通，氧气控制阀安装在氧气输送管道上；

氮气调节装置包含氮气源和氮气控制阀；氮气源通过氮气输送管道与电解槽连通，氮气控制阀安装在氮气输送管道上。

进一步地，电解槽的槽壁为带有内腔的中空结构；

还包括加热制冷循环器，加热制冷循环器的出液口通过管道与内腔的进液口相连通，加热制冷循环器的进液口通过管道与内腔的出液口相连通；

在电解槽内部还设有用于检测溶液温度的温度传感器；温度传感器的输出端与加热制冷循环器相连接。

进一步地，还包括湿度控制系统，所述湿度控制系统包括加湿器和位于电解槽内的湿度检测探头；所述加湿器的出气口通过管道与电解槽内部连通，所述湿度检测探头的信号端与加湿器相连接。

电解槽放置于铁架台上，在铁架台上方的水平横梁上设有螺旋测微器，螺旋测微器底部对应设有探针，探针悬置于电解槽上方；

所述电化学腐蚀测量系统还包括辅助电极、参比电极和工作电极，在电解槽中固定试件以形成所述工作电极，辅助电极和参比电极设于电解槽中，参比电极距工作电极表面1-3mm；辅助电极、参比电极和工作电极分别通过导线与微机控制的电化学工作站的相应端口连接，形成电化学腐蚀测量系统；