CN107101891B

CN107101891B - 一种电化学充氢条件下的力学性能测试装置

Info

Publication number: CN107101891B
Application number: CN201710314913.4A
Authority: CN
Inventors: 董福涛; 薛飞
Original assignee: North China University of Science and Technology
Current assignee: North China University of Science and Technology
Priority date: 2017-05-07
Filing date: 2017-05-07
Publication date: 2019-05-28
Anticipated expiration: 2037-05-07
Also published as: CN107101891A

Abstract

本发明公开了一种电化学充氢条件下的力学性能测试装置，属于金属力学性能方法测试装置领域。一种电化学充氢条件下的力学性能测试装置，包括工作台和电解电源，所述电解电源正极和负极通过导线分别与铂片和试件相连。它可以实现第一夹紧体和第二夹紧体均位于电解池外侧拉伸试件，避免了电解溶液腐蚀夹紧元件，试件穿插过有机容器，试件插孔处通过多个密封板密封试件与试件插孔的缝隙，密封板上的密封垫和橡胶片，有效的防止溶液泄露，再进行拉伸时，在弹簧的推动密封板的作用下，使得密封垫和橡胶片紧贴方形密封垫和试件，避免了溶液泄露，能做到一边将金属试样电化学充氢，一边做拉伸实验，测试效果好。

Description

一种电化学充氢条件下的力学性能测试装置

技术领域

本发明涉及金属力学性能方法测试装置领域，更具体地说，涉及一种电化学充氢条件下的力学性能测试装置。

背景技术

金属中的氢及氢脆是半个多世纪以来人员一直关心的课题，电化学充氢是将试件放置在电解池的阴极，铂片做阳极，利用电解过程的阴极效应使氢进入金属内部。电解液中电离出来的H+在阴极获得电子，形成氢原子而吸附在阴极表面，吸附的氢原子(H·M) 一部分通过去吸附扩散进入试样(即H·M→M·H→M+H)；另一部分在试样表面复合成氢分子，变成H2气泡逸出电解液(即2H·M→H2·M→H2+ M)。

现有的测试装置，考虑到将拉伸装置在电解池拉伸试件时溶液腐蚀装置问题，以及将试件穿插过电解池进行拉伸时的溶液泄露问题，多是先将金属试件进行电解充氢，然后将金属试件取出进行拉伸实验，不能做到一边将金属试样电化学充氢，一边做拉伸实验，测试效果不好。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的不能做到一边将金属试样电化学充氢，一边做拉伸实验，测试效果不好问题，本发明的目的在于提供一种电化学充氢条件下的力学性能测试装置，它可以实现能做到一边将金属试样电化学充氢，一边做拉伸实验，测试效果好。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种电化学充氢条件下的力学性能测试装置，包括工作台和电解电源，所述电解电源正极和负极通过导线分别与铂片和试件相连，所述工作台上固定连接控制主机、第一液压驱动装置、导轨和第一夹紧体，且控制主机与第一液压驱动装置电性相连，所述导轨上滑动连接有第二夹紧体，所述第一液压驱动装置的驱动端连接有第一液压推杆，所述第一液压推杆远离第一液压驱动装置的一端与第二夹紧体相连，所述工作台上固定支撑有有机容器，且有机容器位于第一夹紧体和第二夹紧体之间，所述有机容器上开设有对称的试件插孔，所述试件插孔外侧连接有方形密封垫，所述有机容器的外侧连接有第一L型板，所述第一L型板和方形密封垫之间设有密封板，所述密封板上固定连接有L型密封垫，且L型密封垫位于试件插孔侧，所述密封板远离方形密封垫的一侧连接有第一伸缩杆，所述第一伸缩杆远离密封板的一端通过第一滑块滑动连接在第一L型板上，所述第一伸缩杆上套接有第一弹簧，且第一弹簧的两端分别连接在密封板和第一滑块上，所述密封板远离试件的一端连接有第二伸缩杆，所述第二伸缩杆远离密封板的一端通过第二滑块滑动连接在第一L型板上，所述第二伸缩杆上套接有第二弹簧，且第二弹簧两端分别连接在密封板和第二滑块上，所述有机容器的外侧连接有第二L型板，所述第二L型板与方形密封垫之间设有上密封板和下密封板，且上密封板与下密封板之间通过连接弹簧相连，所述上密封板靠近试件的一侧固定连接有第一橡胶片，所述第一橡胶片下端紧贴下密封板并滑动绕接在下密封板底侧，所述下密封板靠近方形密封垫的一侧固定连接有第二橡胶片，所述第二橡胶片上端紧贴上密封板并滑动绕接在上密封板的上侧，所述上密封板和下密封板上均连接有第三伸缩杆和第四伸缩杆，所述第三伸缩杆和第四伸缩杆分别通过第三滑块和第四滑块滑动连接在第二L型板上，所述第三伸缩杆和第四伸缩杆上分别套接有第三弹簧和第四弹簧，两个所述第三弹簧的一端均连接在第三滑块上，且另一端分别连接在上密封板和下密封板上，两个所述第四弹簧的一端均连接在第四滑块上，且另一端分别连接在上密封板和下密封板上，第一夹紧体和第二夹紧体均位于电解池外侧拉伸试件，避免了电解溶液腐蚀夹紧元件，试件穿插过有机容器，试件插孔处通过多个密封板密封试件与试件插孔的缝隙，密封板上的密封垫和橡胶片，有效的防止溶液泄露，再进行拉伸时，在弹簧的推动密封板的作用下，使得密封垫和橡胶片紧贴方形密封垫和试件，避免了溶液泄露，能做到一边将金属试样电化学充氢，一边做拉伸实验，测试效果好。

优选地，所述上密封板上端固定连接有上连接条，所述第二橡胶片上端固定连接上滑条，且上滑条通过上拉簧与上连接条相连，所述下密封板下端固定连接有下连接条，所述第一橡胶片下端固定连接有下滑条，且下滑条通过下拉簧与下连接条相连，在拉簧的作用下拉紧橡胶片，确保了橡胶片紧贴密封板，提高了密封效果。

优选地，所述第一夹紧体和第二夹紧体上均开设有夹紧口，所述夹紧口内设有第一夹紧块和第二夹紧块，且第二夹紧块位于第一夹紧块上方，所述第二夹紧块通过拉动簧与夹紧口内壁相连，通过第二夹紧块和第二夹紧块便于夹紧试件，拉动簧便于第二夹紧块复位，确保拉伸测试效果。

优选地，所述第一夹紧体和第二夹紧体上均连接有第二液压驱动装置，且第二液压驱动装置与控制主机电性相连，所述第二液压驱动装置驱动端连接有第二液压推杆，且第二液压推杆下端置于夹紧口中并与第二夹紧块相抵，通过第二液压驱动装置和第二液压推杆便于推动夹紧块夹紧试件，进一步确保了拉伸测试效果。

优选地，所述第一夹紧体和第二夹紧体的夹紧侧均连接有防滑绝缘橡胶，夹紧块夹紧试件时防滑绝缘橡胶起到防滑和绝缘的作用。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案的第一夹紧体和第二夹紧体均位于电解池外侧拉伸试件，避免了电解溶液腐蚀夹紧元件，试件穿插过有机容器，试件插孔处通过多个密封板密封试件与试件插孔的缝隙，密封板上的密封垫和橡胶片，有效的防止溶液泄露，再进行拉伸时，在弹簧的推动密封板的作用下，使得密封垫和橡胶片紧贴方形密封垫和试件，避免了溶液泄露，能做到一边将金属试样电化学充氢，一边做拉伸实验，测试效果好。

（2）在拉簧的作用下拉紧橡胶片，确保了橡胶片紧贴密封板，提高了密封效果。

（3）通过第二夹紧块和第二夹紧块便于夹紧试件，拉动簧便于第二夹紧块复位，确保拉伸测试效果。

（4）通过第二液压驱动装置和第二液压推杆便于推动夹紧块夹紧试件，进一步确保了拉伸测试效果。

（5）夹紧块夹紧试件时防滑绝缘橡胶起到防滑和绝缘的作用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中B处的结构示意图；

图3为图1中A处的结构示意图；

图4为本发明的试件插孔处的密封结构示意图；

图5为本发明的上密封板和下密封板的连接结构示意图。

图中标号说明：

1控制主机、2第一液压驱动装置、3第一液压推杆、4第二液压推杆、5第二液压驱动装置、6电解电源、7导线、8第一夹紧体、9有机容器、10第二夹紧体、11工作台、12滑轨、13拉动簧、14防滑绝缘橡胶、15第一夹紧块、16第二夹紧块、17方形密封垫、18L型密封垫、19密封板、20第一L型板、21第一滑块、22第一伸缩杆、23第一弹簧、24第二滑块、25第二伸缩杆、26第二弹簧、27试件插孔、28第二L型板、29第二橡胶片、30上滑条、31上拉簧、32上连接条、33第一橡胶片、34下密封板、35第三弹簧、36第三伸缩杆、37第三滑块、38下滑条、39下拉簧、40下连接条、41第四滑块、42第四弹簧、43第四伸缩杆、44大弹簧、45上密封板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。

实施例1：

请参阅图1-5，一种电化学充氢条件下的力学性能测试装置，包括工作台11和电解电源6，电解电源6正极和负极通过导线7分别与铂片和试件相连，工作台11上固定连接控制主机1、第一液压驱动装置2、导轨12和第一夹紧体8，且控制主机1与第一液压驱动装置2电性相连，导轨12上滑动连接有第二夹紧体10，第一液压驱动装置2的驱动端连接有第一液压推杆3，第一液压推杆3远离第一液压驱动装置2的一端与第二夹紧体10相连，工作台11上固定支撑有有机容器9，且有机容器9位于第一夹紧体8和第二夹紧体10之间，有机容器9上开设有对称的试件插孔27，试件插孔27外侧连接有方形密封垫17，有机容器9的外侧连接有第一L型板20，第一L型板20和方形密封垫17之间设有密封板19，密封板19上固定连接有L型密封垫18，且L型密封垫18位于试件插孔27侧，密封板19远离方形密封垫17的一侧连接有第一伸缩杆22，第一伸缩杆22远离密封板19的一端通过第一滑块21滑动连接在第一L型板20上，第一伸缩杆22上套接有第一弹簧23，且第一弹簧23的两端分别连接在密封板19和第一滑块21上，密封板19远离试件的一端连接有第二伸缩杆25，第二伸缩杆25远离密封板19的一端通过第二滑块24滑动连接在第一L型板20上，第二伸缩杆25上套接有第二弹簧26，且第二弹簧26两端分别连接在密封板19和第二滑块24上，有机容器9的外侧连接有第二L型板28，第二L型板28与方形密封垫17之间设有上密封板45和下密封板34，且上密封板45与下密封板34之间通过连接弹簧44相连，上密封板45靠近试件的一侧固定连接有第一橡胶片33，第一橡胶片33下端紧贴下密封板34并滑动绕接在下密封板34底侧，下密封板34靠近方形密封垫17的一侧固定连接有第二橡胶片29，第二橡胶片29上端紧贴上密封板45并滑动绕接在上密封板45的上侧，上密封板45和下密封板34上均连接有第三伸缩杆36和第四伸缩杆43，第三伸缩杆36和第四伸缩杆43分别通过第三滑块37和第四滑块41滑动连接在第二L型板28上，第三伸缩杆36和第四伸缩杆43上分别套接有第三弹簧35和第四弹簧42，两个所述第三弹簧35的一端均连接在第三滑块37上，且另一端分别连接在上密封板45和下密封板34上，两个所述第四弹簧42的一端均连接在第四滑块41上，且另一端分别连接在上密封板45和下密封板34上，第一夹紧体8和第二夹紧体10均位于电解池外侧拉伸试件，避免了电解溶液腐蚀夹紧元件，试件穿插过有机容器9，试件插孔27处通过多个密封板密封试件与试件插孔27的缝隙，密封板上的密封垫和橡胶片，有效的防止溶液泄露，再进行拉伸时，在弹簧的推动密封板的作用下，使得密封垫和橡胶片紧贴方形密封垫17和试件，避免了溶液泄露，能做到一边将金属试样电化学充氢，一边做拉伸实验，测试效果好。

上密封板45上端固定连接有上连接条32，第二橡胶片29上端固定连接上滑条30，且上滑条30通过上拉簧31与上连接条32相连，下密封板34下端固定连接有下连接条40，第一橡胶片33下端固定连接有下滑条38，且下滑条38通过下拉簧39与下连接条40相连，在拉簧的作用下拉紧橡胶片，确保了橡胶片紧贴密封板，提高了密封效果。

第一夹紧体8和第二夹紧体10上均开设有夹紧口，夹紧口内设有第一夹紧块15和第二夹紧块16，且第二夹紧块16位于第一夹紧块15上方，第二夹紧块16通过拉动簧13与夹紧口内壁相连，通过第二夹紧块15和第二夹紧块16便于夹紧试件，拉动簧13便于第二夹紧块16复位，确保拉伸测试效果，第一夹紧体8和第二夹紧体10上均连接有第二液压驱动装置5，且第二液压驱动装置5与控制主机1电性相连，第二液压驱动装置5驱动端连接有第二液压推杆4，且第二液压推杆4下端置于夹紧口中并与第二夹紧块16相抵，通过第二液压驱动装置5和第二液压推杆4便于推动夹紧块夹紧试件，进一步确保了拉伸测试效果，第一夹紧体8和第二夹紧体10的夹紧侧均连接有防滑绝缘橡胶14，夹紧块夹紧试件时防滑绝缘橡胶14起到防滑和绝缘的作用。

工作原理：在对试件进行力学性能测试时，将需要测试的试件穿插过有机容器9，两端分别通过第一夹紧体8和第二夹紧体10夹紧，夹紧装置位于有机容器9的外侧，避免了溶液腐蚀夹紧装置，在第一伸缩杆22及第一弹簧23的作用下，密封板19上的L型密封垫18紧贴方形密封垫17，同时在第二伸缩杆25和第二弹簧26的作用下，L型密封垫18紧贴试件，防止了溶液从试件插孔27的上下端泄露，上下对称的两个密封板19在夹紧密封试件的同时，对上密封板45和下密封板34施加一定的作用力，上密封板45和下密封板34在大弹簧44的作用下，使得上密封板45上端的第二橡胶片29与上方的L型密封垫18贴紧，下密封板34下端的第一橡胶片29与下方的L型密封垫18贴紧，起到密封效果，同时在第三伸缩杆36及第三弹簧35的作用下，使得上密封板45和下密封板34推动第二橡胶片29与方形密封垫17紧密相抵，在第四伸缩杆43及第四弹簧41的作用下，使得上密封板45和下密封板34推动第一橡胶片33贴紧试件，有效的防止了溶液从试件插孔27的左右端泄露，将导线7与试件相连并向有机容器9中加入一定量的电解液，启动电解电源6对试件进行充氢，一段时间后，通过控制主机1启动第一液压驱动装置2，第一液压驱动装置2通过第一液压推杆3拉动第二夹紧体10，从而对试件进行拉伸实验，拉伸时，密封板19、上密封板45和下密封板34在弹簧的作用下对L型密封垫18及橡胶片施加一定的作用力，确保了密封效果，避免了溶液泄露，能做到一边将金属试样电化学充氢，一边做拉伸实验，测试效果好。

以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种电化学充氢条件下的力学性能测试装置，包括工作台（11）和电解电源（6），所述电解电源（6）正极和负极通过导线（7）分别与铂片和试件相连，其特征在于：所述工作台（11）上固定连接控制主机（1）、第一液压驱动装置（2）、导轨（12）和第一夹紧体（8），且控制主机（1）与第一液压驱动装置（2）电性相连，所述导轨（12）上滑动连接有第二夹紧体（10），所述第一液压驱动装置（2）的驱动端连接有第一液压推杆（3），所述第一液压推杆（3）远离第一液压驱动装置（2）的一端与第二夹紧体（10）相连，所述工作台（11）上固定支撑有有机容器（9），且有机容器（9）位于第一夹紧体（8）和第二夹紧体（10）之间，所述有机容器（9）上开设有对称的试件插孔（27），所述试件插孔（27）外侧连接有方形密封垫（17），所述有机容器（9）的外侧连接有第一L型板（20），所述第一L型板（20）和方形密封垫（17）之间设有密封板（19），所述密封板（19）上固定连接有L型密封垫（18），且L型密封垫（18）位于试件插孔（27）侧，所述密封板（19）远离方形密封垫（17）的一侧连接有第一伸缩杆（22），所述第一伸缩杆（22）远离密封板（19）的一端通过第一滑块（21）滑动连接在第一L型板（20）上，所述第一伸缩杆（22）上套接有第一弹簧（23），且第一弹簧（23）的两端分别连接在密封板（19）和第一滑块（21）上，所述密封板（19）远离试件的一端连接有第二伸缩杆（25），所述第二伸缩杆（25）远离密封板（19）的一端通过第二滑块（24）滑动连接在第一L型板（20）上，所述第二伸缩杆（25）上套接有第二弹簧（26），且第二弹簧（26）两端分别连接在密封板（19）和第二滑块（24）上，所述有机容器（9）的外侧连接有第二L型板（28），所述第二L型板（28）与方形密封垫（17）之间设有上密封板（45）和下密封板（34），且上密封板（45）与下密封板（34）之间通过连接弹簧（44）相连，所述上密封板（45）靠近试件的一侧固定连接有第一橡胶片（33），所述第一橡胶片（33）下端紧贴下密封板（34）并滑动绕接在下密封板（34）底侧，所述下密封板（34）靠近方形密封垫（17）的一侧固定连接有第二橡胶片（29），所述第二橡胶片（29）上端紧贴上密封板（45）并滑动绕接在上密封板（45）的上侧，所述上密封板（45）和下密封板（34）上均连接有第三伸缩杆（36）和第四伸缩杆（43），所述第三伸缩杆（36）和第四伸缩杆（43）分别通过第三滑块（37）和第四滑块（41）滑动连接在第二L型板（28）上，所述第三伸缩杆（36）和第四伸缩杆（43）上分别套接有第三弹簧（35）和第四弹簧（42），两个所述第三弹簧（35）的一端均连接在第三滑块（37）上，且另一端分别连接在上密封板（45）和下密封板（34）上，两个所述第四弹簧（42）的一端均连接在第四滑块（41）上，且另一端分别连接在上密封板（45）和下密封板（34）上。

2.根据权利要求1所述的一种电化学充氢条件下的力学性能测试装置，其特征在于：所述上密封板（45）上端固定连接有上连接条（32），所述第二橡胶片（29）上端固定连接上滑条（30），且上滑条（30）通过上拉簧（31）与上连接条（32）相连，所述下密封板（34）下端固定连接有下连接条（40），所述第一橡胶片（33）下端固定连接有下滑条（38），且下滑条（38）通过下拉簧（39）与下连接条（40）相连。

3.根据权利要求1所述的一种电化学充氢条件下的力学性能测试装置，其特征在于：所述第一夹紧体（8）和第二夹紧体（10）上均开设有夹紧口，所述夹紧口内设有第一夹紧块（15）和第二夹紧块（16），且第二夹紧块（16）位于第一夹紧块（15）上方，所述第二夹紧块（16）通过拉动簧（13）与夹紧口内壁相连。

4.根据权利要求3所述的一种电化学充氢条件下的力学性能测试装置，其特征在于：所述第一夹紧体（8）和第二夹紧体（10）上均连接有第二液压驱动装置（5），且第二液压驱动装置（5）与控制主机（1）电性相连，所述第二液压驱动装置（5）驱动端连接有第二液压推杆（4），且第二液压推杆（4）下端置于夹紧口中并与第二夹紧块（16）相抵。

5.根据权利要求1或3或4所述的一种电化学充氢条件下的力学性能测试装置，其特征在于：所述第一夹紧体（8）和第二夹紧体（10）的夹紧侧均连接有防滑绝缘橡胶（14）。