一種用于微量腐蝕性氣體氛圍下的薄液膜原位測(cè)試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利屬于材料腐蝕研宄技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種可在單一或多組分微量氣體下實(shí)時(shí)原位觀測(cè)試樣腐蝕宏觀形貌以及薄液膜下的原位電化學(xué)的測(cè)試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子技術(shù)的不斷革新，電子元器件正向著小型化、集成化、多功能性方向迅速地發(fā)展。電子元器件一般在半封閉的大氣環(huán)境中工作，不可避免會(huì)受到外界大氣濕度、污染物(N0X，SO2, H2S, CD、塵土等環(huán)境因素的影響，致使薄液膜的厚度隨工作條件動(dòng)態(tài)變化，甚至呈現(xiàn)不連續(xù)或微液滴形態(tài)的分布，這就意味著材料腐蝕通常是一種非穩(wěn)態(tài)薄液膜下的電化學(xué)過(guò)程。這種非穩(wěn)態(tài)薄液膜對(duì)金屬腐蝕失效會(huì)產(chǎn)生顯著影響，嚴(yán)重威脅電子器件乃至整個(gè)設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和安全性。
[0003]目前關(guān)于微量腐蝕性氣氛中薄液膜下的原位腐蝕研宄相對(duì)較少，這在很大程度上受限于薄液膜反應(yīng)裝置、形貌原位采集裝置以及微量氣體的濃度。傳統(tǒng)的微量氣體配氣裝置是通過(guò)單一的質(zhì)量流量計(jì)來(lái)控制氣體濃度，這往往很難確定反應(yīng)室中微量氣體的確切濃度，并且操作過(guò)程十分冗雜。通常的薄液膜反應(yīng)裝置很難形成小于100 μπι的液膜，這導(dǎo)致其與材料在實(shí)際大氣環(huán)境中的狀況具有較大差別，無(wú)法真實(shí)模擬材料腐蝕失效行為。此外，目前基本沒(méi)有在微量腐蝕氣氛中形貌原位觀測(cè)和電化學(xué)原位測(cè)試相互耦合的裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明專利的目的在于提供一種用于微量腐蝕性氣體氛圍下的薄液膜原位測(cè)試裝置，解決以往設(shè)備使用過(guò)程中費(fèi)用昂貴、操作冗雜、裝置精度低、氣源單一、沒(méi)有形貌和電化學(xué)原位觀測(cè)相耦合的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、多組分氣源、形貌和電化學(xué)原位觀測(cè)相耦合的高精度PPb級(jí)(最小1ppb)的微量腐蝕性氣氛中薄液膜環(huán)境測(cè)試裝置。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種用于微量腐蝕性氣體氛圍下的薄液膜原位測(cè)試裝置，其特征在于，所述測(cè)試裝置包括反應(yīng)室、微量腐蝕性氣體給氣系統(tǒng)、薄液膜腐蝕試驗(yàn)反應(yīng)系統(tǒng)、原位電化學(xué)測(cè)試系統(tǒng)、原位形貌采集系統(tǒng)；所述反應(yīng)室外面包裹有不銹鋼箱體，所述微量腐蝕性氣體給氣系統(tǒng)與薄液膜腐蝕試驗(yàn)反應(yīng)系統(tǒng)連接在反應(yīng)室上，所述原位電化學(xué)測(cè)試系統(tǒng)位于反應(yīng)室內(nèi)，所述原位形貌采集系統(tǒng)固定在反應(yīng)室上。
[0006]優(yōu)先地，所述微量腐蝕性氣體給氣系統(tǒng)包括氣瓶組件、微量氣體濃度檢測(cè)儀組件與質(zhì)量流量計(jì)組件，所述薄液膜腐蝕試驗(yàn)反應(yīng)系統(tǒng)包括溫濕度探頭、加熱管、工業(yè)加濕器，所述原位電化學(xué)測(cè)試系統(tǒng)包括U形槽、電化學(xué)工作站，所述原位形貌采集系統(tǒng)包括升降臺(tái)、顯微鏡、燈泡組；所述微量氣體濃度檢測(cè)儀組件、加熱管、U形槽、升降臺(tái)位于所述反應(yīng)室內(nèi)部，所述氣瓶組件、電化學(xué)工作站、工業(yè)加濕器位于不銹鋼箱體外部，所述顯微鏡、燈泡組位于反應(yīng)室外、不銹鋼箱體內(nèi)，所述溫濕度探頭固定在反應(yīng)室上。
[0007]優(yōu)先地，所述U形槽上放置試樣，所述U形槽一端為工作電極和輔助電極，另一端為參比電極，所述工作電極、輔助電極與參比電極分別與電化學(xué)工作站相連。
[0008]優(yōu)先地，所述顯微鏡自由旋轉(zhuǎn)，用于調(diào)節(jié)顯微鏡與U形槽的距離的所述升降臺(tái)位于U形槽下方。
[0009]優(yōu)先地，用于調(diào)節(jié)反應(yīng)室內(nèi)部的溫度與濕度的所述加熱管、工業(yè)加濕器與所述溫濕度探頭相連。
[0010]優(yōu)先地，所述氣瓶組件與微量氣體濃度檢測(cè)儀組件通過(guò)質(zhì)量流量計(jì)組件相連，所述微量氣體濃度檢測(cè)儀組件位于反應(yīng)室上，所述氣瓶組件質(zhì)量流量計(jì)組件、質(zhì)量流量計(jì)組件位于不銹鋼箱體外部。
[0011]優(yōu)先地，所述測(cè)試裝置還包括尾氣回收系統(tǒng)，所述尾氣回收系統(tǒng)包括鼓風(fēng)機(jī)、除氣瓶，所述鼓風(fēng)機(jī)、除氣瓶位于所述不銹鋼箱體外側(cè)，與所述反應(yīng)室相連，試驗(yàn)結(jié)束后，用于排除與回收反應(yīng)室內(nèi)的廢氣。
[0012]優(yōu)先地，位于所述不銹鋼箱體外部連接一個(gè)存儲(chǔ)顯示系統(tǒng)，所述存貯顯示系統(tǒng)連接所述顯微鏡與電化學(xué)工作站。
[0013]優(yōu)先地，所述反應(yīng)室內(nèi)溫度與濕度的調(diào)節(jié)范圍分別為10_50°C、20%-98% RH。
[0014]優(yōu)先地，所述反應(yīng)室是有機(jī)玻璃構(gòu)成。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本發(fā)明涉及的一種用于微量腐蝕性氣體氛圍下的薄液膜原位測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]
【具體實(shí)施方式】
[0017]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)描述。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0018]相反，本發(fā)明涵蓋任何由權(quán)利要求定義的在本發(fā)明的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。進(jìn)一步，為了使公眾對(duì)本發(fā)明有更好的了解，在下文對(duì)本發(fā)明的細(xì)節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細(xì)節(jié)部分。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)沒(méi)有這些細(xì)節(jié)部分的描述也可以完全理解本發(fā)明。
[0019]本發(fā)明涉及一種用于微量腐蝕性氣體氛圍下的薄液膜原位測(cè)試裝置，能夠達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB)、IEC標(biāo)準(zhǔn)中的污染氣體環(huán)境試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)要求。具有精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、小巧、造價(jià)低、污染小、操作方便等優(yōu)點(diǎn)；更多的是可對(duì)試樣在微量腐蝕性氣體中的電化學(xué)過(guò)程及腐蝕形貌變化進(jìn)行實(shí)時(shí)原位觀測(cè)。所述用于微量腐蝕性氣體氛圍下的薄液膜原位檢測(cè)裝置包括反應(yīng)室、微量腐蝕性氣體給氣系統(tǒng)、薄液膜腐蝕試驗(yàn)反應(yīng)系統(tǒng)、原位電化學(xué)測(cè)試系統(tǒng)、原位形貌采集系統(tǒng)以及尾氣回收系統(tǒng)，所述反應(yīng)室外部包裹有不銹鋼箱體。
[0020]微量腐蝕性氣體給氣系統(tǒng)包括氣瓶組件、質(zhì)量流量計(jì)組件、微量氣體濃度檢測(cè)儀組件。其中所述氣瓶組件包括第一氣瓶1、第二氣瓶2、第三氣瓶3與第四氣瓶4，所述質(zhì)量流量計(jì)組件包括第一質(zhì)量流量計(jì)5、第二質(zhì)量流量計(jì)6、第三質(zhì)量流量計(jì)7、第四質(zhì)量流量計(jì)8，所述微量氣體濃度檢測(cè)儀組件包括第一微量氣體濃度檢測(cè)儀9、第二微量氣體濃度檢測(cè)儀10、第三微量氣體濃度檢測(cè)儀11、第四微量氣體濃度檢測(cè)儀12，所述第一氣瓶1、第二氣瓶2、第三氣瓶3與第四氣瓶4分別與對(duì)應(yīng)的所述第一微量氣體濃度檢測(cè)儀9、第二微量氣體濃度檢測(cè)儀10、第三微量氣體濃度檢測(cè)儀11、第四微量氣體濃度檢測(cè)儀12相連，通過(guò)所述第一微量氣體濃度檢測(cè)儀9、第二微量氣體濃度檢測(cè)儀10、第三微量氣體濃度檢測(cè)儀11、第四微量氣體濃度檢測(cè)儀12檢測(cè)結(jié)果分別反饋給所述第一質(zhì)量流量計(jì)5、第二質(zhì)量流量計(jì)6、第三質(zhì)量流量計(jì)7、第四質(zhì)量流量計(jì)8，所述第一質(zhì)量流量計(jì)5、第二質(zhì)量流量計(jì)6、第三質(zhì)量流量計(jì)7、第四質(zhì)量流量計(jì)8是帶有穩(wěn)壓閥的質(zhì)量流量計(jì)，通過(guò)穩(wěn)壓閥調(diào)節(jié)所述反應(yīng)室相對(duì)應(yīng)的微量氣體濃度。所述微量氣體濃度檢測(cè)儀組件連接在所述反應(yīng)室內(nèi)。所述氣瓶組件、質(zhì)量流量計(jì)組件、微量氣體濃度檢測(cè)儀組件中各個(gè)氣瓶、質(zhì)量流量計(jì)與微量氣體濃度檢測(cè)儀的數(shù)量是相同的，數(shù)量的確定根據(jù)具體試驗(yàn)要求的微量氣體的種類相關(guān)，可以是一種微量氣體，也可以是多種，結(jié)合本發(fā)明中的具體實(shí)施例與說(shuō)明書附圖，各個(gè)組件對(duì)應(yīng)氣瓶、質(zhì)量流量計(jì)與微量氣體濃度檢測(cè)儀的數(shù)量是4，并不局限于本發(fā)明要求的數(shù)量。
[0021]薄液膜腐蝕試驗(yàn)反