CN108226018A - 一种钛合金防腐蚀性能测试装置 - Google Patents

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卢新昌
王嘉阳
吴东辉
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Abstract

本发明提出了一种钛合金防腐蚀性能测试装置，属于航空航天医疗技术领域。所述测试装置包括电极阵列装置、温度控制箱和钛束电极腐蚀监测仪；所述测试装置适用于钛金属或钛合金腐蚀检测领域，能够有效减小因钛合金腐蚀给人们带来的安全隐患。

Description

一种钛合金防腐蚀性能测试装置
技术领域
本发明涉及一种钛合金防腐蚀性能测试装置，属于航空航天医疗技术领域。
背景技术
钛合金，作为20世纪50年代发展起来的一种重要结构金属，它在近些年应用比较广泛，被广泛应用与航天航空，医疗等各个领域，具有耐热性高，强度高等特点，尤其是它的耐腐蚀性比较好，被经常运用于飞机发动机、火箭、导弹的制作。正是由于它的抗腐蚀性能较好，人们往往忽视钛合金防腐蚀工作的重要性。鉴于钛合金对国内外的广泛应用，那么对钛合金可能会发生的事故我们也要引起足够重视，钛合金只是防腐蚀性能较强，但不代表它不会发生腐蚀，甚至一旦发生腐蚀，可能会对人们的安全，国家的经济带来难以挽救的损失。但是，目前并没有一种适用于检测钛金属或钛合金金属的腐蚀检测仪器。
发明内容
本发明为了解决钛金属或钛合金金属腐蚀检测的问题，提出了一种钛合金防腐蚀性能测试装置，所采取的技术方案如下：
一种钛合金防腐蚀性能测试装置，所述测试装置包括电极阵列装置a和温度控制箱b；所述温度控制箱b的内部设有钛束电极腐蚀监测仪c；所述钛束电极腐蚀监测仪c设置于温度控制箱b的箱体中心位置；所述电极阵列装置a穿过温度控制箱b底部中心与所述钛束电极腐蚀监测仪c相连；所述钛束电极腐蚀监测仪c采用腔体结构；所述温度控制箱b的底部内表面和四周箱壁内表面与所述钛束电极腐蚀监测仪c的腔体外表面之间留有空隙，并且在所述所述温度控制箱b的侧壁上设有注水孔；所述空隙之间注有去离子水；所述钛束电极腐蚀监测仪c的腔体内部注有腐蚀介质；所述温度控制箱b与所述钛束电极腐蚀监测仪c的顶部通过一体的密封盖体进行密封和固定相连；所述钛束电极腐蚀监测仪c顶部对应的密封盖体上设有进气口c1，所述进气口c1中查有进气管c2；所述进气管c2的底端伸入所述腐蚀介质中；所述钛束电极腐蚀监测仪c顶部对应的密封盖体上还设有参比电极插入孔和参比电极c3，所述参比电极c3通过参比电极插入孔插入腐蚀介质中。
进一步地，所述测试装置的测试温度为25℃。
进一步地，所述参比电极c3的电极电势为0.1615V。
进一步地，通过所述进气管c2向所述腐蚀介质中先通入氮气，然后停止通入氮气，再通入二氧化碳。
进一步地，所述氮气和二氧化碳的通入时间分别为2h。
进一步地，所述电极阵列装置包括尼龙板1，所述尼龙板1上设有100个圆孔2；所述100个圆孔2构成10×10的圆孔阵列；每相邻的两个所述圆孔2之间的孔心距为2.2mm；所述圆孔2的孔直径为2mm；所述测试装置还包括100根钛丝；所述钛丝的一端为斜面，所述斜面上焊接有铜导线；所述钛丝的另一端为平面；所述100根钛丝的平面一端分别插入所述100个圆孔2中并与尼龙板1的板面持平形成电极阵列；所述电极阵列通过环氧树脂封装于塑料管中。
进一步地，所述尼龙板1采用矩形板状结构，所述尼龙板1的厚度为0.5mm。
进一步地，所述钛丝一端的斜面角度为30°—45°。
进一步地，所述钛丝的直径为2mm。
进一步地，所述电极阵列的加工过程为：
步骤一：用砂纸将尺寸为Ф2mm×40mm的钛丝打磨去除氧化层；
步骤二：用砂纸将去掉氧化层的钛丝打磨至光滑度为400#，然后使用无水乙醇超声除水后干燥待用；
步骤三：在所述尼龙板上钻取100个直径为Ф2mm的圆孔，所述圆孔的孔心距为2.2mm；
步骤四：步骤二待用钛丝的一端打磨为倾角为30°—45°的斜面，并将铜导线焊接于所述斜面上，所述钛丝的另一端为平面；
步骤五：将所述100根钛丝的平面一端分别插入100个圆孔中，并与尼龙板的板面持平形成电极阵列；
步骤六：利用环氧树脂将所述电极阵列封装于塑料管中，同时，将铜导线部分利用尼龙布封装固定。
本发明有益效果：
本发明提出的一种钛合金防腐蚀性能测试装置具有能够有效检测钛金属或钛合金金属的腐蚀情况，腐蚀电位分布均匀，能够精确检测出钛金属或钛合金金属的腐蚀状况。本发明所述钛合金防腐蚀性能测试装置的腐蚀检测准确度极高，最高可高达96％，误差小于3％，同时，通过10×10钛丝阵列的排布和钛丝尺寸和结构的设计能够清楚及准确的显示出各部位腐蚀的分布情况，并且，钛金属和钛合金各部位腐蚀的分布情况的准确度高达98％，极大程度上提高了钛金属或钛合金金属腐蚀检测的效率，为钛金属和钛合金金属在工业上的应用提供的质量和安全保障。
附图说明
图1为本发明所述钛合金防腐蚀性能测试装置的装置结构示意图。
图2为本发明所述电极阵列装置的电极阵列图。
图3为本发明所述电极阵列装置的封装图。
(a，电极阵列装置；b，温度控制箱；c，钛束电极腐蚀监测仪；c1，进气口；c2，进气管；c3，参比电极；1，尼龙板；2，圆孔)
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明不受实施例的限制。
一种钛合金防腐蚀性能测试装置，所述测试装置包括电极阵列装置a、温度控制箱b；所述温度控制箱b的内部设有钛束电极腐蚀监测仪c；所述钛束电极腐蚀监测仪c设置于温度控制箱b的箱体中心位置；所述电极阵列装置a穿过温度控制箱b底部中心与所述钛束电极腐蚀监测仪c相连；所述钛束电极腐蚀监测仪c采用腔体结构；该腔体结构采用透明塑料材质制成，例如：亚克力材料。所述温度控制箱b的底部内表面和四周箱壁内表面与所述钛束电极腐蚀监测仪c的腔体外表面之间留有空隙，并且在所述所述温度控制箱b的侧壁上设有注水孔；所述空隙之间注有去离子水；所述钛束电极腐蚀监测仪c的腔体内部注有腐蚀介质；所述温度控制箱b与所述钛束电极腐蚀监测仪c的顶部通过一体的密封盖体进行密封和固定相连；所述钛束电极腐蚀监测仪c顶部对应的密封盖体上设有进气口c1，所述进气口c1中查有进气管c2；所述进气管c2的底端伸入所述腐蚀介质中；所述钛束电极腐蚀监测仪c顶部对应的密封盖体上还设有参比电极插入孔和参比电极c3，所述参比电极c3通过参比电极插入孔插入腐蚀介质中。其中，所述腐蚀介质为可以使钛金属和钛合金金属产生腐蚀的物质溶液，其具体介质和浓度等指标可根据测试装置应用的检测目的不同而调整。
其中，所述测试装置的测试温度为25℃。所述参比电极c3的电极电势为0.1615V。通过所述进气管c2向所述腐蚀介质中先通入氮气，然后停止通入氮气，再通入二氧化碳。所述氮气和二氧化碳的通入时间分别为2h。
所述电极阵列装置包括尼龙板1，所述尼龙板1上设有100个圆孔2；所述100个圆孔2构成10×10的圆孔阵列；每相邻的两个所述圆孔2之间的孔心距为2.2mm；所述圆孔2的孔直径为2mm；所述测试装置还包括100根钛丝；所述钛丝的一端为斜面，所述斜面上焊接有铜导线；所述钛丝的另一端为平面；所述100根钛丝的平面一端分别插入所述100个圆孔2中并与尼龙板1的板面持平形成电极阵列；所述电极阵列通过环氧树脂封装于塑料管中。所述尼龙板1采用矩形板状结构，所述尼龙板1的厚度为0.5mm。所述钛丝的直径为2mm。所述钛丝一端的斜面角度为30°—45°，钛丝一段的斜面设计能够更好的实现钛丝与导线的连接，提高钛丝与导线连接的稳固性和数据传输的稳定性和准确性。其中，斜面角度为40°时，钛丝与铜导线之间的连接稳固性及信号传输效果最好，信号传输效率最高，进而所述电极阵列装置的信号传输准确度和精度最高。
所述电极阵列的加工过程为：
步骤一：用砂纸将尺寸为Ф2mm×40mm的钛丝打磨去除氧化层；
步骤二：用砂纸将去掉氧化层的钛丝打磨至光滑度为400#，然后使用无水乙醇超声除水后干燥待用；
步骤三：在所述尼龙板上钻取100个直径为Ф2mm的圆孔，所述圆孔的孔心距为2.2mm；
步骤四：步骤二待用钛丝的一端打磨为倾角为30°—45°的斜面，并将铜导线焊接于所述斜面上，所述钛丝的另一端为平面；
步骤五：将所述100根钛丝的平面一端分别插入100个圆孔中，并与尼龙板的板面持平形成电极阵列；
步骤六：利用环氧树脂将所述电极阵列封装于塑料管中，同时，将铜导线部分利用尼龙布封装固定。
导线的另一端连接电脑，电脑利用sufer软件处理数据，通过分析数据来实现钛金属或钛合金金属的腐蚀机理。
本发明提出的一种钛合金防腐蚀性能测试装置具有能够有效检测钛金属或钛合金金属的腐蚀情况，腐蚀电位分布均匀，能够精确检测出钛金属或钛合金金属的腐蚀状况。本发明所述钛合金防腐蚀性能测试装置的腐蚀检测准确度极高，最高可高达96％，误差小于3％，极大程度上提高了钛金属或钛合金金属腐蚀检测的质量，为钛金属和钛合金金属在工业上的应用提供的质量和安全保障。
虽然本发明已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (10)

1.一种钛合金防腐蚀性能测试装置，其特征在于，所述测试装置包括电极阵列装置(a)、温度控制箱(b)；所述温度控制箱(b)的内部设有钛束电极腐蚀监测仪(c)；所述钛束电极腐蚀监测仪(c)设置于温度控制箱(b)的箱体中心位置；所述电极阵列装置(a)穿过温度控制箱(b)底部中心与所述钛束电极腐蚀监测仪(c)相连；所述钛束电极腐蚀监测仪(c)采用腔体结构；所述温度控制箱(b)的底部内表面和四周箱壁内表面与所述钛束电极腐蚀监测仪(c)的腔体外表面之间留有空隙，并且在所述所述温度控制箱(b)的侧壁上设有注水孔；所述空隙之间注有去离子水；所述钛束电极腐蚀监测仪(c)的腔体内部注有腐蚀介质；所述温度控制箱(b)与所述钛束电极腐蚀监测仪(c)的顶部通过一体的密封盖体进行密封和固定相连；所述钛束电极腐蚀监测仪(c)顶部对应的密封盖体上设有进气口(c1)，所述进气口(c1)中查有进气管(c2)；所述进气管(c2)的底端伸入所述腐蚀介质中；所述钛束电极腐蚀监测仪(c)顶部对应的密封盖体上还设有参比电极插入孔和参比电极(c3)，所述参比电极(c3)通过参比电极插入孔插入腐蚀介质中。
2.根据权利要求1所述钛合金防腐蚀性能测试装置，其特征在于，所述测试装置的测试温度为25℃。
3.根据权利要求1所述钛合金防腐蚀性能测试装置，其特征在于，所述参比电极(c3)的电极电势为0.1615V。
4.根据权利要求1所述钛合金防腐蚀性能测试装置，其特征在于，通过所述进气管(c2)向所述腐蚀介质中先通入氮气，然后停止通入氮气，再通入二氧化碳。
5.根据权利要求4所述钛合金防腐蚀性能测试装置，其特征在于，所述氮气和二氧化碳的通入时间分别为2h。
6.根据权利要求1所述钛合金防腐蚀性能测试装置，其特征在于，所述电极阵列装置包括尼龙板(1)，所述尼龙板(1)上设有100个圆孔(2)；所述100个圆孔(2)构成10×10的圆孔阵列；每相邻的两个所述圆孔(2)之间的孔心距为2.2mm；所述圆孔(2)的孔直径为2mm；所述测试装置还包括100根钛丝；所述钛丝的一端为斜面，所述斜面上焊接有铜导线；所述钛丝的另一端为平面；所述100根钛丝的平面一端分别插入所述100个圆孔(2)中并与尼龙板(1)的板面持平形成电极阵列；所述电极阵列通过环氧树脂封装于塑料管中。
7.根据权利要求1所述钛合金防腐蚀性能测试装置，其特征在于，所述尼龙板(1)采用矩形板状结构，所述尼龙板(1)的厚度为0.5mm。
8.根据权利要求1所述钛合金防腐蚀性能测试装置，其特征在于，所述钛丝一端的斜面角度为30°—45°。
9.根据权利要求1所述钛合金防腐蚀性能测试装置，其特征在于，所述钛丝的直径为2mm。
10.根据权利要求1所述钛合金防腐蚀性能测试装置，其特征在于，所述电极阵列的加工过程为：
步骤一：用砂纸将尺寸为Ф2mm×40mm的钛丝打磨去除氧化层；
步骤二：用砂纸将去掉氧化层的钛丝打磨至光滑度为400#，然后使用无水乙醇超声除水后干燥待用；
步骤三：在所述尼龙板上钻取100个直径为Ф2mm的圆孔，所述圆孔的孔心距为2.2mm；
步骤四：步骤二待用钛丝的一端打磨为倾角为30°—45°的斜面，并将铜导线焊接于所述斜面上，所述钛丝的另一端为平面；
步骤五：将所述100根钛丝的平面一端分别插入100个圆孔中，并与尼龙板的板面持平形成电极阵列；
步骤六：利用环氧树脂将所述电极阵列封装于塑料管中，同时，将铜导线部分利用尼龙布封装固定。
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