[发明专利]一种应力腐蚀模拟及原位观察装置

权利要求书

1.一种应力腐蚀模拟及原位观察装置，其特征在于：包括环境箱（13），所述环境箱（13）的中部横向贯穿有样品（12），所述样品（12）的两端均位于所述环境箱（13）的外侧，所述样品（12）的两端通过夹具（10）与载荷单元相连；

所述环境箱（13）包括环境箱主体（14），所述环境箱主体（14）的左右两侧对称式设置有密封箱体（15），所述密封箱体（15）的内部中空，所述密封箱体（15）的左右两侧均设置有用于贯穿所述样品（12）的通孔，所述密封箱体（15）内部的左右两侧均过盈设置有环形的橡胶圈（16），两所述橡胶圈（16）之间填充有若干磁球（17），全部所述磁球（17）之间填充有磁流变液（18）；环境箱主体（14）上设置有观察窗口（19）；

所述磁球（17）表面包覆有复合涂层，所述复合涂层的内层为压电陶瓷涂层，所述复合涂层的外层为绝缘高分子层。

2.根据权利要求1所述的一种应力腐蚀模拟及原位观察装置，其特征在于：所述压电陶瓷涂层包括钛酸钡压电涂层或偏铌酸锶钡压电涂层；所述绝缘高分子层包括环氧树脂涂层或聚乙烯涂层。

3.根据权利要求1所述的一种应力腐蚀模拟及原位观察装置，其特征在于：所述橡胶圈（16）为Y型橡胶圈；所述Y型橡胶圈包括环形的橡胶圈主体，所述橡胶圈主体的上表面以及下表面对称设置有内凹的圆弧，所述橡胶圈主体的一侧面设置有V型凹槽，所述V型凹槽的开口深度与所述圆弧的中心在同一垂直线上，所述V型凹槽的角度为20~50°，所述圆弧的圆心角为60~90°。

4.根据权利要求3所述的一种应力腐蚀模拟及原位观察装置，其特征在于：所述Y型橡胶圈的端头的内径较所述样品（12）的外径小0~0.3mm，所述磁球（17）与所述样品（12）之间的缝隙为0~0.3mm。

5.根据权利要求1所述的一种应力腐蚀模拟及原位观察装置，其特征在于：所述环境箱主体（14）的左右两侧对称式设置有螺纹孔，所述螺纹孔内螺纹连接有所述密封箱体（15）。

6.根据权利要求1所述的一种应力腐蚀模拟及原位观察装置，其特征在于：所述载荷单元包括与一侧所述夹具（10）相连的应力传感器（9），所述应力传感器（9）的外侧与另一侧所述夹具（10）的外侧分别连于螺母座（8）上，两根左右旋丝杆（7）分别通过轴承穿过所述螺母座（8）的上下两端，两所述左右旋丝杆（7）的一端均活动连接在丝杆支撑座（11）上，两所述左右旋丝杆（7）的另一端均与涡轮（5）相连，所述涡轮（5）与蜗杆（3）上的齿轮呈垂直式啮合，所述蜗杆（3）固定在轴承支撑座（4）上，所述蜗杆（3）上套有齿轮一，所述齿轮一与电机（1）上的齿轮二（2）相啮合；两所述左右旋丝杆（7）之间通过轴承连接有传动座（6）。

7.根据权利要求6所述的一种应力腐蚀模拟及原位观察装置，其特征在于：所述应力传感器（9）和所述电机（1）均与控制器相连；所述应力传感器（9）、所述电机（1）和所述控制器均由电源供电。

8.根据权利要求1所述的一种应力腐蚀模拟及原位观察装置，其特征在于：所述密封箱体（15）的外壁上设置有用于注入所述磁流变液（18）的孔洞；所述环境箱主体（14）上设置有用于注入腐蚀液的通道。

9.根据权利要求1所述的一种应力腐蚀模拟及原位观察装置，其特征在于：所述橡胶圈（16）的材质为复合材料，所述复合材料的基体是氟橡胶、丁晴橡胶、氯橡胶和硅橡胶中一种或多种，所述复合材料的增强体是经过硬脂酸镁和马来酸酐复合改性的纳米氧化镁或纳米氧化铝中的一种或多种；

所述纳米氧化镁或纳米氧化铝表面复合改性的方法为：

1）将硬脂酸镁与相当于硬脂酸镁8~13倍重量的纳米氧化镁或纳米氧化铝混合，加入烧杯中，倒入适量的乙酸乙酯得到混合液，其中，硬脂酸镁与乙酸乙酯量的重量体积比为1:5~1:20g/L；

2）将步骤1）中的混合液置于50℃~90℃的磁力搅拌器内搅拌1~4h，接着加入0.5g/L~10g/L的马来酸酐，再搅拌1~4h，之后升温到90℃~100℃使乙酸乙酯挥发；

3）待乙酸乙酯挥发后进行抽滤并在真空干燥，得到表面复合改性的纳米氧化镁或纳米氧化铝颗粒；

所述增强体在所述基体中的含量为5~10%。