一種耐高溫、高壓的可視反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬材料在高溫高壓下非強(qiáng)堿性溶液中腐蝕浸泡及相關(guān)實(shí)驗(yàn)的多功能實(shí)驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在進(jìn)行材料抗腐蝕性能評(píng)價(jià)的研究過程中，經(jīng)常需要把材料在較高溫度的介質(zhì)中浸泡，然后通過觀察其腐蝕反應(yīng)過程和測量材料的各種性能參數(shù)來評(píng)價(jià)其性能，由于高溫往往會(huì)產(chǎn)生較大的壓力，這時(shí)就需要有能夠承受高溫和高壓的容器或設(shè)備。高溫高壓釜雖然可以承受高溫高壓，然而其內(nèi)壁一般為不銹鋼，如果測試的材料為異類金屬的話，在腐蝕介質(zhì)中往往會(huì)產(chǎn)生電池效應(yīng)進(jìn)而改變反應(yīng)機(jī)理；有些實(shí)驗(yàn)需要對(duì)其反應(yīng)過程(如試樣在反應(yīng)過程中表面形貌、溶液顏色的變化情況、應(yīng)力腐蝕實(shí)驗(yàn)中裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展情況等)進(jìn)行觀察和監(jiān)測，但現(xiàn)有高溫高壓釜通常為雙層金屬結(jié)構(gòu)，不透明，所以無論是通過肉眼觀察，還是通過數(shù)碼攝像機(jī)或紅外熱成像儀都無法監(jiān)測和拍攝反應(yīng)的全過程，而且其價(jià)格昂貴?，F(xiàn)在也有可以觀察反應(yīng)過程的玻璃反應(yīng)釜，但這種反應(yīng)釜一般是在常壓和負(fù)壓條件下進(jìn)行工作，而且其容積是固定的，有時(shí)無法滿足實(shí)驗(yàn)要求的試樣面積和溶液體積比要求；這種玻璃反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)固定，不能根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行插件組裝，比如不能將腐蝕實(shí)驗(yàn)與電化學(xué)工作站等儀器進(jìn)行開放式組裝。實(shí)驗(yàn)室的一般玻璃容器雖然成本較低，但要么無法承受高溫高壓，要么密封性不夠好，無法使溶液介質(zhì)達(dá)到需要的溫度或壓力，而且一般玻璃容器也存在一定安全隱患。因此，對(duì)能耐高溫高壓的可視密封多功能實(shí)驗(yàn)裝置的研究具有重要意義?，F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)裝置或者是局限性較大，或者是成本太高，目前，國內(nèi)還沒有既可以耐高溫高壓又能以多種方式觀察和監(jiān)測其反應(yīng)過程且能調(diào)節(jié)容器容量大小還比較經(jīng)濟(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種可供金屬材料在高溫的非強(qiáng)堿性溶液中進(jìn)行腐蝕浸泡相關(guān)實(shí)驗(yàn)的多功能實(shí)驗(yàn)裝置，解決現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)裝置中金屬容器和實(shí)驗(yàn)金屬試樣接觸產(chǎn)生的電池效應(yīng)、無法觀察和監(jiān)測反應(yīng)過程、無法調(diào)節(jié)容器容量大小及價(jià)格昂貴的問題，為研究金屬材料的抗腐蝕性能和腐蝕機(jī)理提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:
[0005]一種耐高溫高壓的可視反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置，包括:兩端磨口石英玻璃管、磨口石英玻璃塞、聚四氟乙烯密封圈、不銹鋼夾板、兩端帶螺紋不銹鋼桿、螺母加墊圈、試樣架、紅外熱成像儀。把試樣架放入石英玻璃管內(nèi)，然后在石英玻璃管兩端用石英玻璃塞塞住，管和塞子之間安放一個(gè)聚四氟乙烯密封圈進(jìn)行密封，在兩端石英玻璃蓋的外側(cè)各放置一塊不銹鋼板，然后通過擰緊不銹鋼螺桿兩端的螺母夾緊石英玻璃管，然后把裝置整體放入加熱裝置中，再根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求用肉眼或數(shù)碼相機(jī)、紅外熱成像儀對(duì)準(zhǔn)石英玻璃管中的試樣對(duì)反應(yīng)過程進(jìn)行監(jiān)測。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0007](I)避免了一般金屬容器或高溫高壓釜中釜壁金屬材料和異類金屬試樣形成電池效應(yīng)的現(xiàn)象；
[0008](2)解決了一般高壓釜不能觀察反應(yīng)過程的問題，可以利用紅外成像儀對(duì)反應(yīng)過程進(jìn)行精確監(jiān)測，也可以直接肉眼觀察或利用數(shù)碼攝像機(jī)監(jiān)測反應(yīng)過程，滿足不同的實(shí)驗(yàn)要求；
[0009](3)該實(shí)驗(yàn)裝置中有懸掛試樣的試樣架，也可以直接使用其他夾具夾持試樣然后放入本實(shí)驗(yàn)裝置的石英玻璃管設(shè)備內(nèi)；
[0010](4)本實(shí)驗(yàn)裝置具有開放性，可以使用現(xiàn)有的水浴、油浴或高溫高壓釜等作為介質(zhì)加熱熱源；可以通過在玻璃蓋上的開孔插入電化學(xué)測試所需要的三根電極，然后用密封圈密封開孔，從而實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有電化學(xué)工作站或恒電位儀的連用；可以通過玻璃蓋上的開孔連接充氣閥和壓力表，從而實(shí)現(xiàn)充氣功能，并且可以進(jìn)行壓力監(jiān)測。
[0011](5)該實(shí)驗(yàn)裝置可以配備系列不同壁厚、直徑和長度的石英玻璃管來滿足不同的實(shí)驗(yàn)要求；
[0012](6)本實(shí)驗(yàn)裝置可以滿足除氫氟酸、磷酸和強(qiáng)堿性介質(zhì)外的所有介質(zhì)的浸泡實(shí)驗(yàn)要求；
[0013](7)該實(shí)驗(yàn)裝置材料選取方便，容易加工，成本較低，操作簡單。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是試樣架示意圖。
[0016]圖3是紅外熱成像儀示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0018]參看圖1，本發(fā)明包括:兩端磨口石英玻璃管3、磨口石英玻璃塞2A和2B、聚四氟乙烯密封圈6A和6B、不銹鋼夾板IA和1B、兩端帶螺紋不銹鋼桿4A、4B、4C和4D、螺母5A、5A'、5B、5B,、5C、5(T、邪和?'、試樣架7、紅外熱成像儀8。把掛有試樣的試樣架7放入兩端磨口石英玻璃管3中；兩端磨口石英玻璃管3兩個(gè)端口處放置聚四氟乙烯密封圈6A和6B，用磨口石英玻璃塞2A和2B塞住兩端磨口石英玻璃管3并壓緊聚四氟乙烯密封圈6A和6B ;把兩塊不銹鋼夾板IA和IB分別放在磨口石英玻璃塞2A和2B外側(cè)，用兩端帶螺紋鋼桿 4A、4B、4C、4D 和螺母 5A、5A'、5B、5B'、5C、5C'加緊不銹鋼夾板 IA 和 1Β，最后將裝置放入加熱設(shè)備中。
[0019]所述的不銹鋼夾板IA無孔、IB分帶有三個(gè)孔和無孔兩種結(jié)構(gòu)，磨口石英玻璃蓋2A無孔、2B分帶有三個(gè)孔和無孔兩種結(jié)構(gòu)，兩端帶螺紋不銹鋼桿4A、4B、4C、4D結(jié)構(gòu)相同，螺母5A.5A'、5B、5B,、5C、5(T、?、5Ν結(jié)構(gòu)相同，聚四氟乙烯密封圈6Α、6Β結(jié)構(gòu)相同。
[0020]參看圖2，試樣架7包括:帶四個(gè)圓槽正方形石英玻璃板9Α、9Β和石英玻璃棒10Α、10B、10C、10D。將石英玻璃棒10A、10B、10CU0D的兩端分別插人帶四個(gè)圓槽正方形石英玻璃板9A和9B的槽中。石英玻璃棒10A、10B、10CU0D可以起到懸掛試樣和支撐正方形石英玻璃板9A和9B的作用，石英玻璃板9A和9B可以起到固定石英玻璃棒10A、10B、1C、1D
的作用。
[0021]參看圖3，紅外熱成像儀8包括:紅外鏡頭11、焦平面探測器12、后續(xù)電路13、圖像處理系統(tǒng)14、顯示設(shè)備15。紅外鏡頭11對(duì)準(zhǔn)監(jiān)測的試樣，經(jīng)過焦平面探測器12和后續(xù)電路13及圖像處理系統(tǒng)14，最后在顯示設(shè)備15顯示反應(yīng)變化過程的圖像。
[0022]如圖1所示，本發(fā)明使用時(shí)，首先用磨口石英玻璃塞2A和聚四氟乙烯密封圈6A蓋住并密封好兩端磨口石英玻璃管3的一端，然后把懸掛好試樣的試樣架7和試驗(yàn)介質(zhì)放入兩端磨口石英玻璃管3內(nèi)，然后用磨口石英玻璃塞2B和聚四氟乙烯密封圈6B蓋住并密封好兩端磨口石英玻璃管3的另一端，再把不銹鋼夾板IA和IB分別放在磨口石英玻璃塞2A和2B外側(cè)，用兩端帶螺紋鋼桿4A、4B、4C、4D和螺母5A、5A'、5B、5B,、5C、5C'夾緊不銹鋼夾板IA和1Β。最后把整體裝置放入加熱裝置內(nèi)加熱。
[0023]實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，采用與上述過程相反的步驟取出試樣，按相關(guān)評(píng)定方法及相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)試樣進(jìn)行分析。
[0024]實(shí)施示例一
[0025]金屬在高溫條件下腐蝕性介質(zhì)中掛片浸泡實(shí)驗(yàn):
[0026]首先用磨口石英玻璃塞2Α和聚四氟乙烯密封圈6Α蓋住并密封好兩端磨口石英玻璃管3的一端,然后把試驗(yàn)所用試樣懸掛在試樣架7上,把懸掛好試樣的試樣架7和試驗(yàn)介質(zhì)放入兩端磨口石英玻璃管3內(nèi)，然后用磨口石英玻璃塞2Β和聚四氟乙烯密封圈6Β塞住并密封好兩端磨口石英玻璃管3的另一端，再把不銹鋼夾板IA和IB分別放在磨口石英玻璃塞2Α