專利名稱：一種摩擦磨損性能及腐蝕電化學(xué)測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于摩擦磨損實(shí)驗(yàn)和電化學(xué)測試技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了ー種材料在摩擦條件下的電化學(xué)測試裝置。適用于對不同腐蝕環(huán)境下材料摩擦過程中的電化學(xué)參數(shù)進(jìn)行測試，并可以同時(shí)測量材料的磨損性能。
背景技術(shù)：
腐蝕磨損是摩擦副接觸表面的機(jī)械磨損與周圍環(huán)境介質(zhì)發(fā)生的化學(xué)或電化學(xué)腐蝕的共同作用，導(dǎo)致表層材料流失的現(xiàn)象。它一般發(fā)生在腐蝕介質(zhì)中，是力學(xué)、化學(xué)或電化學(xué)因素及它們交互作用的影響結(jié)果。腐蝕磨損現(xiàn)象廣泛存在于石油、化工化纖、煤礦和電力等エ業(yè)領(lǐng)域的機(jī)械設(shè)備中。近年來，人工關(guān)節(jié)材料的腐蝕磨損現(xiàn)象也受到廣泛的關(guān)注。傳統(tǒng)的測試不能實(shí)現(xiàn)對材料的摩擦磨損性能以及電化學(xué)性能的同步測試，然而獲得材料摩擦磨損過程中的電化學(xué)信息對材料的腐蝕磨損特性研究，同時(shí)對有效地減少材料的腐蝕磨損 造成的材料損失有重要作用。此前有腐蝕與磨損同步測量裝置，以及腐蝕產(chǎn)物膜磨損性能與腐蝕電化學(xué)測試裝置(柳偉，路民旭，賈月彩，楊善武，ー種腐蝕產(chǎn)物膜磨損性能與腐蝕電化學(xué)測試裝置200910076139. 3)，由于這些裝置缺乏加載系統(tǒng)，無法考察載荷對腐蝕和磨損的影響。腐蝕與磨損交互作用動(dòng)態(tài)測量裝置(黃九偉，劉明，李兆峰，一種腐蝕與磨損交互作用動(dòng)態(tài)的測量裝置，200620111395. 3)，此裝置不能實(shí)現(xiàn)對材料磨損性能定量信號的同步輸出，例如摩擦系數(shù)的表征，腐蝕磨損性能的同步研究受到限制。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供ー種同時(shí)對材料的摩擦磨損性能及腐蝕電化學(xué)測試裝置。該裝置可以實(shí)現(xiàn)對不同腐蝕環(huán)境下材料摩擦過程中的電化學(xué)參數(shù)進(jìn)行測試，同時(shí)可以原位的測量材料的摩擦磨損性能，同步輸出材料的摩擦系數(shù)等磨損信號，實(shí)現(xiàn)對材料的摩擦磨損性能以及電化學(xué)性能的同位研究。本實(shí)用新型由試樣臺(tái)、密封圈、溶液池、彈簧、導(dǎo)線、三電極電化學(xué)測試系統(tǒng)、摩擦磨損試驗(yàn)測試系統(tǒng)等主要部分組成。O型密封圈5放入試樣臺(tái)6內(nèi)部的凹槽內(nèi)，試樣4作為工作電極與試樣臺(tái)6底部放置的彈簧7相接觸，彈簧7連接試樣導(dǎo)線9，試樣導(dǎo)線9由裝置底部的試樣導(dǎo)線槽8導(dǎo)出，再與電化學(xué)測試系統(tǒng)相連。輔助電極14與參比電極15固定在溶液池12壁上，分別通過輔助電極導(dǎo)線10與參比電極導(dǎo)線11導(dǎo)出。摩擦副3在試樣4表面工作。輔助電極14、參比電極15、試樣4構(gòu)成三電極體系，分別通過輔助電極導(dǎo)線10、參比電極導(dǎo)線11、試樣導(dǎo)線9與外加電化學(xué)測試系統(tǒng)相連，測量不同載荷以及不同溶液環(huán)境下的試樣4的電化學(xué)參數(shù)。同時(shí)摩擦副3固定在試樣4上方的摩擦磨損測試儀器摩擦副固定槽2內(nèi)，一端在試樣4表面摩擦運(yùn)動(dòng)，另一端接摩擦磨損測試儀器1，通過摩擦磨損儀器I進(jìn)行加載摩擦磨損實(shí)驗(yàn)，測量不同環(huán)境下的磨損性能，同步提取試樣的摩擦系數(shù)的變化。完成摩擦磨損信號與電化學(xué)信號的同步采集，進(jìn)行摩擦腐蝕的原位研究。所述彈簧7的長度大于試樣臺(tái)底部到整個(gè)裝置底部的長度。[0006]所述溶液池內(nèi)的溶液13浸沒試樣4，同時(shí)浸沒參比電極15和輔助電極14三分之
一的高度。本實(shí)用新型的有益效果是可以測出單純的腐蝕失重、單純的磨損失重以及腐蝕以及腐蝕磨損交互作用的損失量，進(jìn)行腐蝕磨損機(jī)理的研究?？梢酝将@得磨損過程中的摩擦系數(shù)的變化，對磨損過程中材料的摩擦特性進(jìn)行表征。可以收集磨損過程中產(chǎn)生的磨粒，對磨損過程進(jìn)行全面的研究分析。

圖I摩擦磨損性能及腐蝕電化學(xué)測試裝置結(jié)構(gòu)示意圖。其中I.摩擦磨損測試儀器(非發(fā)明部分)，2.摩擦磨損測試儀器摩擦副固定槽，3.摩擦副，4.試樣，5. O型密封圏，6.試樣臺(tái)，7.彈簧，8.試樣導(dǎo)線槽，9.試樣導(dǎo)線，10.輔助電極導(dǎo)線，11參比電極導(dǎo)線， 12.溶液池，13.溶液。圖2三電極體系結(jié)構(gòu)圖(A處剖面圖，非發(fā)明部分未畫出)，14.輔助電極，15.參比電極。
具體實(shí)施方式
制備實(shí)驗(yàn)所用的腐蝕磨損的試樣，并對試樣用精度為O. Img的電子分析天平進(jìn)行稱重。將試樣4放入試樣臺(tái)6內(nèi)，通過O型密封圈5密封，防止溶液13從試樣臺(tái)6底部流出，裝置中選用的彈簧7的長度稍大于試樣臺(tái)6底部距裝置底部的長度，這樣可以保證平放裝置吋，彈簧7與試樣4緊密接觸，以保證試樣4與試樣導(dǎo)線9連接正常。試樣導(dǎo)線9與彈簧7底部相連，試樣導(dǎo)線9在裝置底部的試樣導(dǎo)線槽8導(dǎo)出，目的是保證裝置的平整，避免由于裝置的不平整給摩擦磨損實(shí)驗(yàn)帶來的影響，試樣導(dǎo)線9與電化學(xué)工作站相連。將參比電極15、輔助電極14固定在溶液池12的內(nèi)壁上，通過參比電極導(dǎo)線11與輔助電極導(dǎo)線10與電化學(xué)工作站相連。注入試驗(yàn)用溶液13，溶液13浸沒樣品4，同時(shí)浸沒參比電極15和輔助電極14三分之一的高度，以保證電極的正常工作。本裝置通過四個(gè)螺栓固定在摩擦磨損測試儀器I的試驗(yàn)臺(tái)上，摩擦副3固定在摩擦磨損測試儀器摩擦副固定槽內(nèi)2，在試樣4上進(jìn)行摩擦實(shí)驗(yàn)，同時(shí)進(jìn)行電化學(xué)信號的采集，可以有針對性地進(jìn)行試驗(yàn)。摩擦實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，取出試樣再次對試樣進(jìn)行稱重，可以得到材料的質(zhì)量損失，同時(shí)獲得摩擦過程中的摩擦系數(shù)以及電化學(xué)性能的信息，實(shí)現(xiàn)對材料摩擦腐蝕性能的原位研究。
權(quán)利要求1.ー種摩擦磨損性能及腐蝕電化學(xué)測試裝置，包括試樣臺(tái)、密封圈、溶液池、彈簧、導(dǎo)線、三電極電化學(xué)測試系統(tǒng)、摩擦磨損試驗(yàn)測試系統(tǒng)，其特征是0型密封圈(5)放入試樣臺(tái)(6)內(nèi)部的凹槽內(nèi)，試樣(4)與試樣臺(tái)(6)底部放置的彈簧(7)相接觸，彈簧(7)連接試樣導(dǎo)線(9)，試樣導(dǎo)線(9)由裝置底部的試樣導(dǎo)線槽(8)導(dǎo)出，再與電化學(xué)測試系統(tǒng)相連，輔助電極(14)與參比電極(15 )分別通過輔助電極導(dǎo)線(10)與參比電極導(dǎo)線(11)導(dǎo)出，摩擦副(3)在試樣(4)表面工作，輔助電極(14)、參比電極(15)、試樣(4)構(gòu)成三電極體系，分別通過輔助電極導(dǎo)線(10)、參比電極導(dǎo)線(11 )、試樣導(dǎo)線(9)與外加電化學(xué)測試系統(tǒng)相連，測量不同載荷以及不同溶液環(huán)境下的試樣(4)的電化學(xué)參數(shù)，同時(shí)摩擦副(3)固定在試樣(4)上方的摩擦磨損測試儀器摩擦副固定槽(2)內(nèi)，摩擦副(3) —端在試樣(4)表面摩擦運(yùn)動(dòng)，另一端接摩擦磨損測試儀器(I )，通過摩擦磨損儀器(I)進(jìn)行加載摩擦磨損實(shí)驗(yàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的摩擦磨損性能及腐蝕電化學(xué)測試裝置，其特征是彈簧(7)的長度大于試樣臺(tái)(6)底部到整個(gè)裝置底部的長度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的摩擦磨損性能及腐蝕電化學(xué)測試裝置，其特征是溶液池內(nèi)的溶液(13)浸沒試樣(4)，同時(shí)浸沒參比電極(15)和輔助電極(14)三分之一的高度。
專利摘要一種摩擦磨損性能及腐蝕電化學(xué)測試裝置，包括試樣臺(tái)、密封圈、溶液池、彈簧、導(dǎo)線、三電極電化學(xué)測試系統(tǒng)、摩擦磨損試驗(yàn)測試系統(tǒng)，其中O型密封圈放入試樣內(nèi)部的凹槽內(nèi)，試樣與試樣臺(tái)底部放置的彈簧相接觸，彈簧連接試樣導(dǎo)線，試樣導(dǎo)線與電化學(xué)測試系統(tǒng)相連，輔助電極與參比電極分別通過輔助電極導(dǎo)線與參比電極導(dǎo)線導(dǎo)出，摩擦副在試樣表面工作，輔助電極、參比電極、試樣分別通過輔助電極導(dǎo)線、參比電極導(dǎo)線、試樣導(dǎo)線與外加電化學(xué)測試系統(tǒng)相連，測量不同載荷以及不同溶液環(huán)境下的試樣的電化學(xué)參數(shù)，同時(shí)摩擦副固定在摩擦磨損測試儀器摩擦副固定槽內(nèi)，通過摩擦磨損儀器進(jìn)行加載摩擦磨損實(shí)驗(yàn)?？梢詫?shí)現(xiàn)對材料的摩擦磨損性能以及電化學(xué)性能的同步測試及其原位研究。
文檔編號G01N3/56GK202403993SQ201120565860
公開日2012年8月29日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者喬利杰, 周芳, 巖雨, 陳燕軍 申請人:北京科技大學(xué)