CN102866105A - 一种研究磁场载荷下金属电化学行为的实验装置 - Google Patents

一种研究磁场载荷下金属电化学行为的实验装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102866105A
CN102866105A CN201210353362XA CN201210353362A CN102866105A CN 102866105 A CN102866105 A CN 102866105A CN 201210353362X A CN201210353362X A CN 201210353362XA CN 201210353362 A CN201210353362 A CN 201210353362A CN 102866105 A CN102866105 A CN 102866105A
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnetic field
electrochemical
electrician
electrode
magnetic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201210353362XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN102866105B (zh
Inventor
董超芳
邹士文
肖葵
吴俊升
徐路遥
李晓刚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Science and Technology Beijing USTB
Original Assignee
University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Science and Technology Beijing USTB filed Critical University of Science and Technology Beijing USTB
Priority to CN201210353362.XA priority Critical patent/CN102866105B/zh
Publication of CN102866105A publication Critical patent/CN102866105A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102866105B publication Critical patent/CN102866105B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

本发明一种研究磁场载荷下金属电化学行为的实验装置及方法，提供了一种可调节加载磁场大小和方向的电化学实验装置和方法，用以研究磁场载荷下的金属电化学行为。本发明包括磁场发生装置、电化学反应池和电化学测试系统。通过调节电源，控制磁场发生装置提供不同方向、不同强度的单一或交变磁场载荷，为电化学反应池在可控磁场环境下测试提供准确载荷，三电极体系与电化学测试系统相连可实现交流阻抗、极化曲线等电化学信息的采集，可以满足磁场载荷下金属电化学行为研究的需要。

Description

一种研究磁场载荷下金属电化学行为的实验装置
技术领域
本发明属于材料腐蚀研究技术领域，具体的说是提供了一种可调节加载磁场大小和方向的电化学实验装置，用以研究磁场载荷下的金属电化学行为。
技术背景
随着科技的进步，电子元器件的集成化和微型化进一步提升，电工用钢的使用也日趋广泛。电子器件和电工用钢多在电场和磁场环境下工作，而电场和磁场对金属腐蚀过程有明显影响，通常会加速腐蚀过程中离子的迁移，促进腐蚀的发展。磁场的的影响主要起源于溶液中的离子在电场力和洛伦兹力共同作用下发生偏转而引起电极表面液层的扰动，加强了液相对流，促使电极附近积累的金属离子与溶剂相互作用的产物向溶液体相扩散，从而影响金属的溶解行为，因此磁场载荷下的金属腐蚀行为成为研究热点。
电化学方法是研究金属腐蚀行为的有力手段，开展磁场载荷下金属电化学行为的研究对于研究磁场载荷下的金属腐蚀行为有重要意义。目前实验室手段主要通过外加永磁铁的方式加载磁场，但此方式只能提供单一方向单一强度的磁场，远不能满足金属电化学行为研究对磁场强度、磁场方向等因素变化的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种研究磁场载荷下金属电化学行为的实验装置，解决以往设备使用过程中磁场强度不可调、磁场方向不可调的问题，实现一种结构简单、轻巧方便、磁场可控的研究磁场载荷下金属电化学行为的实验装置及方法。
本发明包括磁场发生装置、电化学反应池和电化学测试系统。
包括磁场发生装置、电化学反应池和电化学测试系统；所述的磁场发生装置由可变脉冲兼恒压恒流电源(1)、电工铜线圈(2)、电工铁芯(3)、磁场上臂(4)、磁场下臂(5)、可动立柱(6)、风扇(7)、底座(8)和特斯拉计(9)组成，所述的电工铜线圈(2)绕在电工铁芯(3)上，可变脉冲兼恒压恒流电源(1)与电工铜线圈(2)相连接，磁场上臂(4)、磁场下臂(5)、可动立柱(6)与电工铁芯(3)相连接，特斯拉计(9)的探头位于磁场下臂(5)和可动立柱(6)构成的两磁极之间，螺栓(10)连接磁场上臂(4)与可动立柱(6)；所述的电化学反应池由电解池(11)及上盖(12)、参比电极(13)、辅助电极(14)和样品台(15)组成,电解池上盖(12)位于电解池(11)上端，电解池上盖(12)中心设有方形孔(16)，旁边设有参比电极插孔(17)、辅助电极插孔(18)和工作电极插孔(19)，工作电极、参比电极和辅助电极构成电化学测试所需的三电极体系，并分别引出导线与电化学测试系统的相应端口相连；所述的电化学测试系统由恒电位仪、恒电流仪及数字信号发生和采集系统组成，可供交流阻抗及极化曲线等电化学信息的采集。
本发明是一种研究磁场载荷下金属电化学行为的专用实验装置，能够替代现有试验设备，达到国家标准（GB）和ISO标准中的磁场设备标准要求。与传统的永磁铁加载磁场装置相比具有参数可控、精度高、结构简单、小巧、操作简单等优点。
附图说明
图1为磁场发生装置结构示意图
图2为电化学反应池主视图
图3为电化学反应池俯视图
图4为磁场影响下示例曲线
其中，可变脉冲兼恒压横流电源(1)、电工铜线圈(2)、电工铁芯(3)、磁场上臂(4)、磁场下臂(5)、可动立柱(6)、风扇(7)、底座(8)、特斯拉计(9)、螺栓(10)、电解池(11)及上盖(12)、参比电极(13)、辅助电极(14)、样品台(15)、方形孔(16)、参比电极插孔(17)、辅助电极插孔(18)、工作电极插孔(19)、工作电极(20)
具体实施方式
图1、图2和图3为本发明的一种实施方式。
本发明包括磁场发生装置、电化学反应池和电化学测试系统。磁场发生装置结构示意图如图1所示，电工铜线圈(2)紧密均匀绕在电工铁芯(3)上，可变脉冲兼恒压恒流电源(1)与电工铜线圈(2)相连接，利用电磁感应原理在电工铁芯(3)上下两端形成磁场的两极，磁场经磁场上臂(4)、可动立柱(6)和磁场下臂(5)在特斯拉计(9)处形成相对磁极，特斯拉计(9)的探头用以测量加载磁场的磁场强度。通过调节可变脉冲兼恒压恒流电源(1)，可以为电工铜线圈(2)提供不同大小和方向的电流，从而产生可变磁场。通过旋转螺栓(10)控制可动立柱(6)升降，调节两磁极间的距离。
电化学反应池位于可动立柱(6)和磁场下臂(5)构成的两磁极之间，可动立柱(6)穿过电解池上盖(12)的方形孔(16)，与样品台(15)接近，以便靠近工作电极。参比电极、辅助电极和工作电极的导线通过参比电极插孔(17)、辅助电极插孔(18)和工作电极插孔(19)与电化学测试系统的相应端口相连，供交流阻抗及极化曲线等电化学信息的采集。
实施例
表1为实施例中磁场发生装置线圈的相关参数，图4为实施例中实验装置测得的黄铜在0.1MNaHSO3溶液中的极化曲线，可以看出100mT的磁场强度可以明显影响黄铜极化过程中的阴极和阳极电流密度。
表1
  线圈截面   64*100
  线径(mm)   2
  匝数（匝）   32*50=1600
  长度（m）   412
  重量（kg）   13.83
  电阻(ohm)   2.47
  （热）功率（w）   121.03
  20mm间距平均磁感应强度(T)   0.38
这里尽力提醒注意的是上述说明中涉及的实例中的各个部件只是首选实例的一种设计，设计主要考虑了便于加工和降低成本。本发明实现了一种研究磁场载荷下金属电化学行为的实验装置及方法，适合于材料腐蚀研究等相关技术领域。

Claims (1)

1.一种研究磁场载荷下金属电化学行为的实验装置，其特征为：包括磁场发生装置、电化学反应池和电化学测试系统；所述的磁场发生装置由可变脉冲兼恒压恒流电源(1)、电工铜线圈(2)、电工铁芯(3)、磁场上臂(4)、磁场下臂(5)、可动立柱(6)、风扇(7)、底座(8)和特斯拉计(9)组成，所述的电工铜线圈(2)绕在电工铁芯(3)上，可变脉冲兼恒压恒流电源(1)与电工铜线圈(2)相连接，磁场上臂(4)、磁场下臂(5)、可动立柱(6)与电工铁芯(3)相连接，特斯拉计(9)的探头位于磁场下臂(5)和可动立柱(6)构成的两磁极之间，螺栓(10)连接磁场上臂(4)与可动立柱(6)；所述的电化学反应池由电解池(11)及上盖(12)、参比电极(13)、辅助电极(14)和样品台(15)组成,电解池上盖(12)位于电解池(11)上端，电解池上盖(12)中心设有方形孔(16)，旁边设有参比电极插孔(17)、辅助电极插孔(18)和工作电极插孔(19)，工作电极、参比电极和辅助电极构成电化学测试所需的三电极体系，并分别引出导线与电化学测试系统的相应端口相连；所述的电化学测试系统由恒电位仪、恒电流仪及数字信号发生和采集系统组成，可供交流阻抗及极化曲线等电化学信息的采集。
CN201210353362.XA 2012-09-20 2012-09-20 一种研究磁场载荷下金属电化学行为的实验装置 Active CN102866105B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210353362.XA CN102866105B (zh) 2012-09-20 2012-09-20 一种研究磁场载荷下金属电化学行为的实验装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210353362.XA CN102866105B (zh) 2012-09-20 2012-09-20 一种研究磁场载荷下金属电化学行为的实验装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102866105A true CN102866105A (zh) 2013-01-09
CN102866105B CN102866105B (zh) 2015-04-01

Family

ID=47445110

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210353362.XA Active CN102866105B (zh) 2012-09-20 2012-09-20 一种研究磁场载荷下金属电化学行为的实验装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102866105B (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103335936A (zh) * 2013-06-21 2013-10-02 沈阳建筑大学 一种电磁场作用下湿热污染大气腐蚀模拟系统
CN109827898A (zh) * 2019-03-29 2019-05-31 河海大学 一种金属腐蚀试验装置
CN110308088A (zh) * 2019-07-29 2019-10-08 上海大学 一种电磁盐雾腐蚀装置及金属试样腐蚀方法
CN111257214A (zh) * 2020-03-16 2020-06-09 昆明理工大学 一种可在电磁场下测电化学腐蚀性能的原位电化学池装置
CN111398158A (zh) * 2020-05-08 2020-07-10 浙江华电器材检测研究所有限公司 一种可变电场加载的大气腐蚀模拟测试系统及方法
CN111537430A (zh) * 2020-05-08 2020-08-14 浙江华电器材检测研究所有限公司 一种模拟电网金属大气腐蚀的测试装置及测试方法
CN113188989A (zh) * 2021-05-14 2021-07-30 北京科技大学 一种电磁场协同作用下的循环盐雾试验装置及方法
CN113866224A (zh) * 2021-12-01 2021-12-31 广东利诚检测技术有限公司 基于磁电耦合方法检测食品中有害金属元素含量的方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2779387Y (zh) * 2005-03-25 2006-05-10 北京科技大学 动态高温高压电化学测试实验装置
CN201285397Y (zh) * 2008-10-31 2009-08-05 华南理工大学 多功能轴相磁场发生器
US20090223833A1 (en) * 2008-03-08 2009-09-10 David Sean Forsyth Environmental damage sensor
CN101846614A (zh) * 2010-05-05 2010-09-29 杭州富如德科技有限公司 温度压力可控型旋转式冲蚀实验装置
WO2011083142A1 (fr) * 2010-01-08 2011-07-14 Bouygues Travaux Publics Procede de mesure de la corrosion dans un ouvrage en beton
CN202177558U (zh) * 2011-07-22 2012-03-28 中国科学院金属研究所 一种高温高压原位划伤及腐蚀磨损试验装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2779387Y (zh) * 2005-03-25 2006-05-10 北京科技大学 动态高温高压电化学测试实验装置
US20090223833A1 (en) * 2008-03-08 2009-09-10 David Sean Forsyth Environmental damage sensor
CN201285397Y (zh) * 2008-10-31 2009-08-05 华南理工大学 多功能轴相磁场发生器
WO2011083142A1 (fr) * 2010-01-08 2011-07-14 Bouygues Travaux Publics Procede de mesure de la corrosion dans un ouvrage en beton
CN101846614A (zh) * 2010-05-05 2010-09-29 杭州富如德科技有限公司 温度压力可控型旋转式冲蚀实验装置
CN202177558U (zh) * 2011-07-22 2012-03-28 中国科学院金属研究所 一种高温高压原位划伤及腐蚀磨损试验装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
上海辰华仪器技术有限公司: "《CHI600系列技术手册》", 28 February 2012, article "CHI600系列技术手册" *
吴敏等: "磁场对Sn-9Zn钎料组织、显微硬度及电化学腐蚀的影响", 《中国有色金属学报》, vol. 22, no. 2, 28 February 2012 (2012-02-28) *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103335936A (zh) * 2013-06-21 2013-10-02 沈阳建筑大学 一种电磁场作用下湿热污染大气腐蚀模拟系统
CN103335936B (zh) * 2013-06-21 2015-09-16 沈阳建筑大学 一种电磁场作用下湿热污染大气腐蚀模拟系统
CN109827898A (zh) * 2019-03-29 2019-05-31 河海大学 一种金属腐蚀试验装置
CN109827898B (zh) * 2019-03-29 2021-09-17 河海大学 一种金属腐蚀试验装置
CN110308088A (zh) * 2019-07-29 2019-10-08 上海大学 一种电磁盐雾腐蚀装置及金属试样腐蚀方法
CN110308088B (zh) * 2019-07-29 2022-01-07 上海大学 一种电磁盐雾腐蚀装置及金属试样腐蚀方法
CN111257214A (zh) * 2020-03-16 2020-06-09 昆明理工大学 一种可在电磁场下测电化学腐蚀性能的原位电化学池装置
CN111398158A (zh) * 2020-05-08 2020-07-10 浙江华电器材检测研究所有限公司 一种可变电场加载的大气腐蚀模拟测试系统及方法
CN111537430A (zh) * 2020-05-08 2020-08-14 浙江华电器材检测研究所有限公司 一种模拟电网金属大气腐蚀的测试装置及测试方法
CN113188989A (zh) * 2021-05-14 2021-07-30 北京科技大学 一种电磁场协同作用下的循环盐雾试验装置及方法
CN113866224A (zh) * 2021-12-01 2021-12-31 广东利诚检测技术有限公司 基于磁电耦合方法检测食品中有害金属元素含量的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102866105B (zh) 2015-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102866105B (zh) 一种研究磁场载荷下金属电化学行为的实验装置
Tang et al. Investigation of partial discharge between moving charged metal particles and electrodes in insulating oil under flow state and AC condition
CN103823166A (zh) 一种固体绝缘劣化进程的疲劳测试装置及测试方法
CN103344548A (zh) 一种拉伸应力作用下埋地钢质管道杂散电流腐蚀试验系统
Mazloomi et al. Analysis of the frequency response of a water electrolysis cell
KR101034761B1 (ko) 자화손실의 측정을 이용한 초전도 선재의 임계 전류 밀도의 추정방법
Tang et al. Impact of velocity on partial discharge characteristics of moving metal particles in transformer oil using UHF technique
CN109188541B (zh) 一种时间域激电测量方法
CN101813534B (zh) 一种以非接触方式连续测量铁磁材料应力的方法与装置
Yarymbash et al. An error estimation of the current sensors of the automated control system of the technological process of graphitation
CN103411878A (zh) 一种拉伸应力作用下埋地钢质管道杂散电流腐蚀试验方法
CN102424898B (zh) 非晶金属纤维的调幅变频脉冲电流退火处理装置
CN201269925Y (zh) 场校验装置
CN108166001A (zh) 一种慢拉伸状态下材料阴极保护测试装置与方法
CN103698724A (zh) 一种多铁性材料的磁电性能测量系统和测量方法
CN205176195U (zh) 一种电缆外护套绝缘状态监测装置
CN105548668B (zh) 一种测量超导材料临界电流密度的方法
Markovic et al. Eddy current power losses in a toroidal laminated core with rectangular cross section
Malekpour et al. Core loss studies using FEM of a three phase isolation transformer under harmonic conditions
CN203144550U (zh) 直流瓷绝缘子铁帽电腐蚀机理研究的试验装置
CN107329058B (zh) 一种换流变压器放电特征试验系统及故障诊断方法
RU2591027C1 (ru) Способ измерения величины и пространственного распределения локальных магнитных полей, возникающих вследствие протекания коррозионных процессов на металлической поверхности в проводящем растворе
CN111060989A (zh) 一种水下磁目标特征模拟方法
CN204903742U (zh) 一种铁芯磁性能测量装置
CN105572626B (zh) 漏磁感应电动势所产生误差超差的测量及计算方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant