CN106353248A

CN106353248A - 一种可动态观测纳米复合材料电腐蚀情况的装置

Info

Publication number: CN106353248A
Application number: CN201610991227.6A
Authority: CN
Inventors: 张晓虹; 张天旭; 白立阳; 马天骁; 程羽佳
Original assignee: Harbin University of Science and Technology
Current assignee: Harbin University of Science and Technology
Priority date: 2016-11-11
Filing date: 2016-11-11
Publication date: 2017-01-25

Abstract

本发明涉及一种可动态观测纳米复合材料电腐蚀情况的装置，包括：220V交流电源1、交流升压电路2、保护电路3、计算机4、调焦装置5、数字摄像显微镜6、冷光源7、玻璃杆8、可升降绝缘柱9、摇柄10、多参数可调上电极11、下电极12、纳米复合材料试样13、实验台及绝缘支架14；所述玻璃杆8与多参数可调上电极11相连，通过可升降绝缘柱控制上电极11的高度，玻璃杆两端上设置有固定栓；所述可升降绝缘柱9表面刻有刻度便于量化调节控制上电极11的高度；所述摇柄10用于调节可升降绝缘柱9上玻璃杆8及多参数可调上电极11的位置；该装置可动态观测纳米复合材料薄膜电腐蚀演变过程，还可以精确控制上电极高度，且上电极形状、尺度、材质可调，因此本装置操作简单，实验精确度高且效率高。

Description

一种可动态观测纳米复合材料电腐蚀情况的装置

技术领域

本发明涉及一种可动态观测纳米复合材料电腐蚀情况的装置，属于电力领域。

背景技术

电晕放电是在不均匀电场下发生的一种复杂过程，在放电过程中会伴随电、声、热、光等一些效应，还会伴随其他物质产生，造成聚合物绝缘表面的电腐蚀，同时还影响着聚合物的宏观电性能。目前，测试绝缘表面电腐蚀的方法是将薄膜试样放置在柱-板电极之间，利用厚度尺测量，保证上电极与下电极的距离为一定值，然后对上电极施加高电压，下电极接地；施加电压达到一定值，待一定时间后，将施加电压降为0，放电。取出试样标记放电腐蚀中心位置，再将试样放到显微镜下观察电腐蚀情况。记录测试结果。

此种方法的缺点是：首先，对测试试样在电晕放电过程中表面电腐蚀进展情况不能进行动态观察，只能观察在一定电压，一定时间，一定上电极形状，一定距离下，试样的电腐蚀情况。并且在电腐蚀一定时间后，取出试样，需要标记电腐蚀位置，当再次用显微镜观察时，位置会有一定偏差，影响最后的测试结果。再次，实验过程中，需要手动测量上电极与下电极之间的距离，难以保证场强值不变，因此，操作麻烦，精度不够，误差大，且只能记录最后腐蚀情况的有限信息。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提出了一种可动态观测纳米复合材料电腐蚀情况的装置。

本发明为解决上述技术问题提供如下技术方案：

一种可动态观测纳米复合材料电腐蚀情况的装置，它包括220V交流电源、交流升压电路、保护电路、计算机、调焦装置、数字摄像显微镜、玻璃杆、可升降绝缘柱、摇柄、多参数可调上电极(可调参数包括：a.几何形状，b.结构尺寸，c.电极材质)、下电极、纳米复合材料试样。所述玻璃杆与上电极相连，玻璃杆用于上电极与绝缘柱的连接，起到绝缘作用，避免观测实验过程中对试样的阻挡，玻璃杆两端上设置有固定栓，所述可升降绝缘柱表面刻有刻度便于量化调节控制上电极的高度，摇柄用于调节绝缘柱升降，且控制玻璃杆及上电极与纳米复合材料试样的距离。

本发明专利具有以下有益效果：首先，在电腐蚀过程中可以通过显微镜动态观察试样表面电腐蚀情况，并且，整个电腐蚀与观测过程中不需要取出或移动试样，可精确观测并记录试样表面腐蚀演变过程。其次，可以通过玻璃杆、摇柄与绝缘柱的配合，量化调节上电极的高度，无需手动，操作简单，并且上电极形状、材质及场分布可调，实验效率与精度提高。

附图说明

为了易于说明，图1为本发明一种可动态观测纳米复合材料电腐蚀情况的装置示意图，图2为电极俯视图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实例来描述本发明。

如图1所示，本观测装置包括：220V交流电源1、交流升压电路2、保护电路3、计算机4、调焦装置5、数字摄像显微镜6、冷光源7、玻璃杆8、可升降绝缘柱9、摇柄10、多参数可调上电极11、下电极12、纳米复合材料试样13、实验台及绝缘支架14。所述玻璃杆8与多参数可调上电极11相连，可升降绝缘柱用于控制多参数可调上电极11的高度，玻璃杆两端上设置有固定栓，所述可升降绝缘柱9表面刻有刻度便于量化调节控制多参数可调上电极11的高度，所述摇柄10用于调节可升降绝缘柱9上玻璃杆8及多参数可调上电极11的位置。数字摄像显微镜6、多参数可调上电极11与纳米复合材料试样13的中心点在同一条直线上。

在观测纳米复合材料薄膜的电腐蚀动态情况时，首先，将纳米复合材料薄膜试样置于上下电极之间，通过摇柄10来调节柱电极的高度，固定好上电极11的位置之后，记录高度。然后，调节220V交流电源1与交流升压电路2，在两电极之间施加一定电压，记录电压，利用调焦装置5、数字摄像显微镜6与冷光源7调节观测试样表面腐蚀情况，利用计算机4，记录腐蚀变化的影像。

220V交流电源1交流电压输出端与交流升压电路2输入端相连。

交流升压电路2的输出端与保护电路3的输入端连接，交流升压电路2输出1kV~10kV的交流电压。

保护电路3的输出端与上电极11的顶部连接，可以实现测试过程中出现短路情况时，切断电源保护设备。

通过冷光源7发出的光经过纳米复合材料薄膜13表面反射，返回到数字摄像显微镜6。

数字摄像显微镜6所采集的电腐蚀图片信号通过输出端与计算机4的输入端相连。

高度可调绝缘柱9上的刻度精度0.01mm，测量范围0~10mm。

上电极11的可调参数有：（1）几何形状：可以为a.截面为直径3mm的圆形电极；b.截面为边长3mm的正方形电极；c.截面为边长3mm的三角形电极；d.截面为边长3mm的正方形栅极；e.截面为边长3mm的正方形网状栅极。（2）结构尺度：可以为a.直径3~10mm；b.边长3~10mm；c.栅极金属丝曲率半径0.01~0.5；d.网状栅极目数100~800目；（3）材质：可以为a.铜；b.铝；c.不锈钢。

Claims

1.一种可动态观测纳米复合材料电腐蚀情况的装置，其特征在于：220V交流电源1、交流升压电路2、保护电路3、计算机4、调焦装置5、数字摄像显微镜6、冷光源7、玻璃杆8、可升降绝缘柱9、摇柄10、多参数可调上电极11(可调参数包括：a.几何形状，b.结构尺寸，c.电极材质)、下电极12、纳米复合材料试样13、实验台及绝缘支架14；所述玻璃杆8与上电极11相连，可升降绝缘柱用于控制上电极11的高度，玻璃杆两端上设置有固定栓；所述可升降绝缘柱9表面刻有刻度便于量化调节控制上电极11的高度；所述摇柄10用于调节可升降绝缘柱9上玻璃杆8及多参数可调上电极11的位置；数字摄像显微镜6、多参数可调上电极11与纳米复合材料试样13的中心点在同一条直线上。