利用超声波测试材料的抗腐蚀冲蚀性能的方法和装置的制作方法-尊龙凯时官方app下载

文档序号:6113963阅读:308来源:国知局
专利名称:利用超声波测试材料的抗腐蚀冲蚀性能的方法和装置的制作方法
技术领域
本发明涉及对材料的腐蚀性能测试的方法与装置,尤其涉及利用超声波对材料或是材料涂层的抗腐蚀冲蚀性能的测试方法和装置。
腐蚀是特定环境下的材料行为,这些环境不仅包含材料附近的气体气氛或具有实际成分的液体介质,还包含着温度及其变化,和特殊的流动条件。即使装饰性覆盖层和耐磨性覆盖层也越来越多地要求具有耐腐蚀性。现已开发的许多防蚀技术(例如,转化膜,有机涂层,金属薄膜和金属厚膜)都引入了一种新的覆盖层/基体行为的新型系统性能。
腐蚀冲蚀是一种考虑环境介质影响的冲损过程,它是材料受腐蚀和冲损综合作用的一种复杂的磨损和冲蚀过程。在航空航天、矿冶、建材、石油化工及水利电力部门的许多机械设备中工作的零件,不仅要受到严重的磨料磨损或冲蚀磨损,还要受到环境介质的强烈腐蚀破坏。已经引起人门们严重的关注和重视,但由于腐蚀磨损和冲蚀是一个物理、机械、化学和电化学作用的综合过程,各种因素的影响错综复杂,这就给研究工作带来极大的困难。同时更影响到性能的评价方式。
金属覆盖层和有机涂层的腐蚀实验方法包括人造气氛腐蚀试验(nss、aass、cass)gb/t10125-1997,二氧化硫腐蚀试验gb/t9789-1988,腐蚀膏腐蚀试验(corr)gb/t6465-1986,天然海水腐蚀试验jb/t8424-1996等。腐蚀磨损试验尚无国家标准,其试验装置主要有两类,如文献1wandke,e.,wear,121(1988),15-26中介绍,腐蚀磨料磨损试验装置如冲砂式腐蚀磨损试验机,试验中,磨料和腐蚀溶液从各自容器流出进入转盘中心孔,然后在离心力的作用下从转盘内的砂浆通道向外加速运动,最后以一定速度离开转盘冲向试样。试样用环氧树脂封接后嵌入试样夹具。但是这种方法在电化学测量系统中,辅助电极和参比电极表面虽加有一覆盖层可屏蔽砂浆冲蚀的影响,但也影响测量的精度。另一种是腐蚀摩擦磨损试验装置,如文献2yoshiaki yahagi,yoshiyuki mizutari,wear,110(1986)401-408所介绍的销-盘式腐蚀摩擦磨损试验机。虽然也可以进行腐蚀冲蚀的评价,但这种装置使用时不能有效改变冲蚀颗粒的能量和测试过程中攻角的自动改变。
本发明的目的在于克服上述已有技术的缺陷,为了能方便地、更为有效地改变冲蚀颗粒的能量和测试过程中攻角的自动改变,以达到全面评价材料或材料涂层的抗腐蚀冲蚀性能,从而提供一种利用超声波能量加速作用在试样上的腐蚀冲蚀介质,通过测量试样的失重和对试样表面形貌观测来衡量其抗腐蚀冲蚀性能的程度的方法和装置。
本发明提供的测试材料抗腐蚀冲蚀性能的装置包括一电机、电机轴上固定一转动架,转动架下面连接有一转盘,转盘上固定被测试样,一超声波发生器的耐蚀容器内盛有腐蚀冲蚀介质,耐蚀容器口上方垂直伸进电机轴下安装的转动架,所述的电机是无级变速的,其电机轴与调节转动架固定是采用通常的机械装置中的固定结构,例如电机的轴与转动架的直杆上均有螺孔或槽,电机轴与支杆上的螺孔或槽重叠交叉处通过一固定件螺栓固定住,无级变速电机用来调节转盘旋转方向,使转盘可在垂直方向正负90度范围内连续转动,并可连续调节被测试样与耐蚀容器底部的距离;电机的轴与转动架相连,当调好转盘的角度时通过固定件固定住,以便实现通过转动被测试样而改变攻角。连续变速的电机与控制柜通过导线相连接,超声波发生器通过导线与控制柜连接。在容器中载有液固两相流时,并加入腐蚀介质,可进行抗腐蚀冲蚀性能的测试。超声波发生器、电机通过导线与控制柜电连接。
本发明提供的利用超声波测试材料的抗腐蚀冲蚀性能的方法,在本发明的装置中按以下步骤进行1.将被测试样封边,保持预定的有效面积,备用;2.将上述备用的被测试样固定在转盘上;3.在耐蚀容器内加入腐蚀冲蚀介质,或再加入冲蚀颗粒;4.调节电机轴下安装的转动架,使转盘在设定角度范围内转动,以及调节试样与超声波源的距离在1-20mm之间;5.通过打开控制柜开关,启动电机使试样在容器中按规定角度转动;6.通过打开控制柜开关,启动超声波发生器,选择频率范围在5-25khz,开始进行腐蚀冲蚀性能的测试;7.间隔预定的时间,关机,取出被测试样用天平进行失重测量,用显微镜进行表面形貌观测,判断被测试样抗腐蚀冲蚀性能;8.为了测试被测试样为材料涂层的抗腐蚀冲蚀性能,重复进行上述步骤,直至薄膜全部脱落;9.关闭电源,回收腐蚀液体和冲蚀颗粒,清洗容器,试验结束。
本发明的方法是在耐蚀容器中加入腐蚀介质和冲击颗粒,开启超声波发生器,利用超声波发生器发射出的能量,使容器中的腐蚀介质和颗粒产生强烈的振动,腐蚀介质和冲击颗粒对被测试样进行腐蚀、冲击,其所使用的超声波能量由实际要求设定;通过调节被测试样与超声波源的距离(1-20mm)和超声波的振动频率(15-25khz)达到调节颗粒到达被测试样表面不同的冲量,也达到调节对被测试样冲蚀程度的目的,腐蚀液体介质中可加入酸、碱、盐等腐蚀物质,并在液体中加入不同颗粒度的硬质颗粒以产生不同的冲蚀效果,所加入酸、碱、盐等腐蚀物质和冲击颗粒的品种和加入量由实际要求添加;通过电机转动连续调节被测试样位置,通过转动被测试样而改变攻角(被测物表面与垂直方向的夹角),以达到对被测试样进行全方位的腐蚀冲蚀性能测试;通过测量被测试样的失重和对被测试样表面形貌观测来衡量其抗腐蚀冲蚀性能的程度。
本发明提供的测试材料抗腐蚀冲蚀性能的装置和方法的优点在于
1.该装置结构简单,易于在实验室中进行。
2.试样在测试当中可以是动态也可是静态,还可二者结合。
3.一机多用,液体介质中不加腐蚀物时,可测量液固两相的冲蚀作用;不加硬质颗粒,仅有腐蚀介质时,可测量静态和动态的腐蚀实验;不加液体介质和腐蚀介质,仅有颗粒时可测微动的冲损。
4.可进行空气暴露和液体中腐蚀冲蚀的阶段间隙式测量。
下面结合附图和实施例对本发明进行详细地说明

图1为本发明的装置结构示意图。
图面说明如下1为超声波发生器,2为可容纳腐蚀冲蚀介质的耐蚀容器,3为试样,4为转盘,5为转动架,6为无级变速电机,7为电机与控制柜连接线,8为控制柜,9为超声波发生器与控制柜连接线,10为固定件;实施例1按图1制作一台测试材料抗腐蚀冲蚀性能的装置由市场上购买的超声波发生器1,其有400×400不锈钢底部,超声波发生器1上的不锈钢底部安装一不锈钢380×380耐蚀容器2,耐蚀容器2口内垂直伸进电机轴上固定的转动架5,市场上购买的无级变速电机6的轴固定调节转动架5,电机6的轴与转动架5相连,电机轴上有一螺孔或槽,转动架5上的支杆也有一螺孔或槽,电机轴与支杆重叠交叉处通过一固定件10固定住,转动架5下面连接一耐蚀超合金做的转盘4,转盘4下面用夹子夹10住被测试样3,无级变速电机6用来调节转盘4旋转方向,使转盘4可在垂直方向正负90度范围内连续转动,并可连续调节被测试样3与耐蚀容器2底部的距离;电机6的轴与转动架5相连,当调好转盘4的角度时通过固定件10固定住,以便实现通过转动被测试样而改变攻角。连续变速的电机6与控制柜8通过导线7相连接,超声波发生器通过导线与控制柜连接。在容器中载有液固两相流时,并加入腐蚀介质,可进行抗腐蚀冲蚀性能的测试。
实施例2在图1的本发明的测试材料抗腐蚀冲蚀性能的装置上,运用本发明的方法对高速钢表面沉积tin薄膜材料进行抗腐蚀冲蚀性能的测试,其具体步骤如下1.将55×55mm的试样按通常的方法封边,保持有效面积为50×50mm;2.将试样固定在转盘4下面;3.在耐蚀容器2中加入3%nacl水溶液,并加入粒度为4μm的金刚石粉的腐蚀冲蚀介质;4.调节转动架5与电机6的轴交叉位置,用螺钉固定住,以便使转盘4在设定角度范围内转动;5.通过控制柜8,启动无级变速电机6使被测试样在容器中按规定角度转动6.通过控制柜8,启动超声波发生器1,频率范围选择在18khz,开始进行腐蚀冲蚀性能的测试;7.间隔一小时,用万分之一天平进行失重测量,用显微镜进行表面形貌观测,重复进行上述步骤,直至薄膜全部脱落;9.关闭电源,回收腐蚀液体和金刚石粉,清洗容器。
10.试验结束,进一步观测试样和总结。
权利要求
1.一种利用超声波测试材料的腐蚀性能的装置,包括一电机、电机轴上固定一转动架,转动架下面连接有一转盘,转盘上固定被测试样,其特征在于一超声波发生器,耐蚀容器安装在超声波发生器上,耐蚀容器内盛有腐蚀冲蚀介质,耐蚀容器口上方垂直伸进电机轴下安装的转动架,其电机轴与转动架固定是采用通常的机械装置中的固定结构,超声波发生器、电机通过导线与控制柜电连接。
2.按权利要求1所述的利用超声波测试材料的腐蚀性能测试的装置,其特征在于所述的电机是无级变速的电机。
3.按权利要求1所述的利用超声波测试材料的腐蚀性能测试的装置,其特征在于所述的在转动架与电机轴上的固定机构包括电机的轴与转动架的直杆上均有螺孔或槽,电机轴与支杆上的螺孔或槽重叠交叉处通过一固定件螺栓固定住。
4.一种应用权利要求1所述的利用超声波测试材料的腐蚀性能测试的装置进行测试材料的腐蚀性能的方法,其特征在于按以下步骤进行(1)将被测试样按通常方法封边,保持预定的有效面积,备用;(2)将上述备用的被测试样固定在转盘上;(3)在耐蚀容器内加入腐蚀冲蚀介质,或再加入冲蚀颗粒;(4)调节电机轴下安装的转动架,使转盘在设定角度范围内转动,以及调节试样与超声波源的距离在1-20mm之间;(5)通过打开控制柜开关,启动电机6使试样在容器中按规定角度转动;(6)通过打开控制柜开关,启动超声波发生器1,选择频率范围在5-25khz,开始进行腐蚀冲蚀性能的测试;(7)间隔预定的时间,关机,取出被测试样用天平进行失重测量,用显微镜进行表面形貌观测,判断被测试样抗腐蚀冲蚀性能;(8)为了测试被测试样为材料涂层的抗腐蚀冲蚀性能,重复进行上述步骤,直至薄膜全部脱落;(9)关闭电源,回收腐蚀液体和冲蚀颗粒,清洗容器,试验结束。
全文摘要
本发明涉及利用超声波测试材料的抗腐蚀冲蚀性能的方法和装置。该装置包括超声波发生器和一电机,电机轴上固定一转动架,转动架下面连接一固定被测试样用的转盘,超声波发生器的耐蚀容器内盛腐蚀介质,其上方垂进电机下安装的转动架,电机转动带动转盘转动;转盘与容器内腐蚀介质上、下距离与角度的调节由固定部件调正,超声波发生器、电机通过导线与控制柜电连接。本发明的测试方法是在本发明的装置中进行的。
文档编号g01n5/00gk1334455sq0012072
公开日2002年2月6日 申请日期2000年7月14日 优先权日2000年7月14日
发明者李成明, 张勇, 曹尔妍, 薛明伦 申请人:中国科学院力学研究所
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