[实用新型]一种原位充氢实验装置

说明书

本实用新型公开了一种原位充氢实验装置，包括底座、下壳体和上盖体。下壳体纵截面为“凸”字形结构，下壳体通过锁紧螺栓固定在底座上，下壳体和上盖体上设有对称设置的通孔，上盖体通过紧固螺钉固定在下壳体上。下壳体空心内腔设有下凹载台，上盖体中心设有针头测试孔，且针头测试孔设置在载台正上方。上盖体上还开有接导线孔，下壳体上凸部分的两侧设有一对凸起，上盖体两侧设有与凸起相匹配的凹槽。所述凸起内部设有向外的溢流口，本实用新型结构设计新颖，使用方便，能够对充氢试样进行原位充氢测试。本装置适用于纳米压痕、原子力显微镜等使用探针测量的仪器。

技术领域

本实用新型涉及电化学实验技术领域，具体为一种原位充氢实验装置。

背景技术

氢对几乎所有金属都有氢致塑性损减和氢致断裂抗性降低的不利影响，这些现象一般统称为氢脆。而材料在制备、加工和使用中都可能有氢进入材料。所以，研究氢对材料的影响成为安全、经济地使用材料的关键。

为了研究氢对材料的影响，需要对含氢的试样进行力学测试。常用的充氢方法有水溶液电解充氢、熔盐电解充氢和气相充氢，其中水溶液电解充氢因为其安全性和易操作性应用最广泛。

常规的力学实验如单轴拉伸实验等，能够反映宏观尺度上氢对材料的影响。但随着研究的深入，微观尺度上氢对材料的影响尤其是氢对金属材料不同相的影响越来越重要。对微观尺度的研究往往需要使用细小的探针来确定研究的区域，如纳米压痕仪等设备。

传统的测试方法都是对充氢后的试样取出进行测试，充氢完成到测试开始的间隔中材料中的氢会结合成氢气溢出，影响实验结果准确性；另外，为保证测试时的氢浓度，常对试样进行长时间充氢，会对试样表面产生损伤，不利于下一步试验。而原位测试可以使测试部位始终保持较高的氢浓度，可以降低充氢时间,且不会有氢气溢出。所以，实现对试样充氢的同时连续在线进行测试对研究氢对材料的影响十分有益。

如上所述，如纳米压痕仪等探针类的设备可以实现对材料微观尺度的性能测试，但目前还没有使这类设备实现对试样充氢的同时连续在线进行测试的装置，不足以满足目前微观尺度上研究材料氢脆现象的要求。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种原位充氢实验装置，实现了对试样充氢的同时连续在线进行测试，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种原位充氢实验装置, 包括底座、下壳体和上盖体，所述下壳体纵截面为“凸”字形结构，所述下壳体通过锁紧螺栓固定在底座上，所述下壳体和上盖体上设有对称设置的通孔，所述上盖体通过紧固螺钉固定在下壳体上；所述下壳体的中心设有圆柱形空心内腔，空心内腔设有载台，载台的高度低于空心内腔的上沿；所述上盖体中心设有针头测试孔，且所述针头测试孔设置在载台正上方，所述上盖体上还开有导线孔；所述下壳体上凸部分的相对两侧设有凸起，所述上盖体相对两侧设有与凸起相匹配的凹槽；所述凸起内部设有向外的溢流口；所述下壳体上凸的侧壁设有进液口，相对另一侧侧壁设有出液口，；所述下壳体与底座之间连接处安装有橡胶密封垫。

优选的，所述载台采用下凹载台，所述载台采用圆柱体结构。

优选的，所述底座、下壳体和上盖体均采用有机玻璃高分子材料制成。

一种原位充氢实验装置使用方法包括以下步骤：

A、首先将下壳体上的进液口通过进液管连接流量泵，再将出液口通过出液管连接容器；

B、将焊接导线后的圆形试样放置在载台上，导线通过导线孔，用注射器将充氢溶液直接注入下壳体，使液面没过试样表面1毫米；

C、将铂对电极穿过导线孔放入充氢溶液中，再将上盖体与下壳体用紧固螺栓固定；

D、将焊接于试样的导线、铂对电极连接至电化学工作站，再按实验预设的电流密度打开电化学工作站；