CN111122659B - 一种用于导电溶液中的零件失效预警防护层及制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于导电溶液中的零件失效预警防护层及制造方法。所述防护层包括自待保护零件外部依次向外设置并固定连接的非绝缘基体层、非绝缘预警膜层和第一非绝缘保护膜层，所述防护层置于工作溶液中，并能够检测到电位，当最外层的第一非绝缘保护膜层被破坏后，所述电位发生变化。所述制造方法包括：制作非绝缘基体层；沉积非绝缘预警膜层；沉积第一非绝缘保护膜层。所述制造方法还可包括：制作非绝缘基体层；沉积第二非绝缘保护膜层；沉积非绝缘预警膜层；沉积第一非绝缘保护膜层。本发明的有益效果包括：在防护层所参与的电回路中，当防护层被破坏时，发生电位变化，通过电位监测，能够进行失效预警。

Description

一种用于导电溶液中的零件失效预警防护层及制造方法
技术领域
本发明涉及涂层失效预警领域，具体地，涉及一种用于导电溶液中的零件失效预警防护层及制造方法。
背景技术
现有的用于监测导电溶液中的涂层的失效监测仍然处于空白阶段，涂层何时损坏或失效，只能在涂层损坏或失效后才能得知。而涂层的损坏或失效可能导致设备故障，成套设备停机。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于提供一种用于导电溶液中的零件失效预警防护层及制造方法，以提供一种能够进行失效预警的防护涂层。
本发明一方面提供了一种用于导电溶液中的零件失效预警防护层。所述防护层可包括自待保护零件外部依次向外设置并固定连接的非绝缘基体层、非绝缘预警膜层和第一非绝缘保护膜层，所述防护层置于工作溶液中，并能够检测到电位，所述非绝缘预警膜层在工作溶液中的自腐蚀电位低于所述第一非绝缘保护膜层，当最外层的第一非绝缘保护膜层被破坏后，所述电位发生变化。
在本发明的用于导电溶液中的零件失效预警防护层的一个示例性实施例中，所述防护层还可包括第二非绝缘保护膜层，所述第二非绝缘保护膜层设置在所述非绝缘基体层和所述非绝缘预警膜层之间，并分别与所述非绝缘基体层和所述非绝缘预警膜层固定连接。
在本发明的用于导电溶液中的零件失效预警防护层的一个示例性实施例中，所述非绝缘基体层的材料可包括金属单质或合金。
本发明另一方面提供了一种用于导电溶液中的零件失效预警防护层的制造方法。所述制造方法可包括以下步骤：选用第一非绝缘材料制作非绝缘基体层；在所述非绝缘基体层的外侧沉积第二非绝缘材料作为非绝缘预警膜层；在所述非绝缘预警膜层的外侧沉积第三非绝缘材料作为第一非绝缘保护膜层，得到所述防护层，所述第二非绝缘材料在工作溶液中的自腐蚀电位低于所述第三非绝缘材料。
本发明另一方面还提供了一种用于导电溶液中的零件失效预警防护层的制造方法。所述制造方法可包括以下步骤：选用第一非绝缘材料制作非绝缘基体层，在所述非绝缘基体层的外侧沉积第二非绝缘材料作为第二非绝缘保护膜层；在所述第二非绝缘保护膜层的外侧沉积第三非绝缘材料作为非绝缘预警膜层；在所述非绝缘预警膜层的外侧沉积第四非绝缘材料作为第一非绝缘保护膜层，得到所述防护层，所述第三非绝缘材料在工作溶液中的自腐蚀电位低于所述第四非绝缘材料。
在本发明的用于导电溶液中的零件失效预警防护层的制造方法的一个或多个示例性实施例中，所述制造方法还可包括在制作非绝缘基体层后对所述非绝缘基体层进行清洗处理。
在本发明的用于导电溶液中的零件失效预警防护层的制造方法的一个或多个示例性实施例中，所述第一非绝缘材料可包括金属单质或合金。
与现有技术相比，本发明的有益效果可包括：在防护层所构成的电回路中，当防护层被破坏时，发生电位变化，通过电位监测，能够进行失效预警，避免零部件无预兆损坏导致的经济损失。
附图说明
通过下面结合附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：
图1示出了本发明一个示例性实施例中的用于导电溶液中的零件失效预警防护层的一个结构示意图；
图2示出了本发明另一个示例性实施例中的用于导电溶液中的零件失效预警防护层的一个结构示意图。
主要附图标记说明：
1、防护层，11、非绝缘基体层，12、非绝缘预警膜层，13、第一非绝缘保护膜层，14、第二非绝缘保护膜层，2、工作溶液。
具体实施方式
在下文中，将结合附图和示例性实施例详细地描述本发明的用于导电溶液中的零件失效预警防护层及制造方法。
本发明一方面提供了一种用于导电溶液中的零件失效预警防护层。
在本发明的第一个示例性实施例中，如图1所示，所述防护层1可以包括自内向外依次设置并固定连接的非绝缘基体层、非绝缘预警膜层和第一非绝缘保护膜层。所述防护层包覆在带保护零件的外部并置于工作溶液2中，此时，防护层中存在电位，所述电位为第一非绝缘保护膜层的电位。
在本实施例中，所述非绝缘基体层的材料可以为金属单质、或两种及两种以上金属组成的合金，或任何非绝缘材料。所述非绝缘预警膜层的材料可以为金属单质、或两种及两种以上金属组成的合金，或任何非绝缘材料。所述第一非绝缘保护膜层的材料可以为金属单质、或两种及两种以上金属组成的合金，或任何非绝缘材料。
在本实施例中，所述非绝缘预警膜层在工作溶液中的自腐蚀电位低于所述第一非绝缘保护膜层的自腐蚀电位。所述非绝缘预警膜层的自腐蚀电位可以为V1、所述第一非绝缘保护膜层的自腐蚀电位可以为V2，其中，V1＜V2。
在本实施例中，当所述第一非绝缘保护膜层未被破坏时，所述防护层中的电位为第一非绝缘保护膜层的电位V2；当所述第一非绝缘保护膜层被破坏时，所述防护层中的电位为非绝缘预警膜层的电位V1。由于V1＜V2，对所述防护层中的电位进行监测，进而能够实现防护层的失效预警。由于非绝缘预警膜层和非绝缘基体层的存在，在主动预警之后防护单元仍然能够提供防护作用，使得有时间安排维修，从而避免因设备故障导致的停工和设备损失。
在本实施例中，对于不同的工作环境，膜系的选择不同，通过可选方案的改变，从而适应不同环境(酸性溶液、碱性溶液、盐类溶液)，在多种环境下获得同样实时监测效果。
本发明一方面还提供了一种用于导电溶液中的零件失效预警防护层。
在本发明的第二个示例性实施例中，如图2所示，所述防护层1可以包括自内向外依次设置并固定连接的非绝缘基体层、第二非绝缘保护膜层、非绝缘预警膜层和第一非绝缘保护膜层。所述防护层包覆在带保护零件的外部并置于工作溶液2中，此时，防护层中存在电位，所述电位为第一非绝缘保护膜层的电位。
在本实施例中，所述非绝缘基体层的材料可以为金属单质、或两种及两种以上金属组成的合金，或任何非绝缘材料。所述非绝缘预警膜层的材料可以为金属单质、或两种及两种以上金属组成的合金，或任何非绝缘材料。所述第一非绝缘保护膜层的材料可以为金属单质、或两种及两种以上金属组成的合金，或任何非绝缘材料。
在本实施例中，所述非绝缘预警膜层在工作溶液中的自腐蚀电位低于所述第一非绝缘保护膜层的自腐蚀电位。所述非绝缘预警膜层的自腐蚀电位可以为V1、所述第一非绝缘保护膜层的自腐蚀电位可以为V2，其中，V1＜V2。
在本实施例中，当所述第一非绝缘保护膜层未被破坏时，所述防护层中的电位为第一非绝缘保护膜层的电位V2；当所述第一非绝缘保护膜层被破坏时，所述防护层中的电位为非绝缘预警膜层的电位V1；当所述非绝缘预警膜层被破坏后，所述防护层中的电位为第二非绝缘保护膜层的电位，记为V3。对所述防护层中的电位进行监测，进而能够实现防护层的失效预警。由于非绝缘基体层的存在，在主动预警之后防护单元仍然能够提供防护作用，使得有时间安排维修，从而避免因设备故障导致的停工和设备损失。
在本实施例中，对于不同的工作环境，膜系的选择不同，通过可选方案的改变，从而适应不同环境(酸性溶液、碱性溶液、盐类溶液)，在多种环境下获得同样实时监测效果。
本发明另一方面提供了一种用于导电溶液中的零件失效预警防护层的制造方法。
在本发明的第三个示例性实施例中，所述制造方法可以包括以下步骤：
步骤一：选用第一非绝缘材料制作非绝缘基体层，在所述非绝缘基体层上连接监测电路。
步骤二：在所述非绝缘基体层的外侧沉积第二非绝缘材料作为非绝缘预警膜层。
在本实施例中，在沉积非绝缘预警膜层之前还可以包括步骤对所述非绝缘基体层进行清洗处理。
步骤三：在所述非绝缘预警膜层的外侧沉积第三非绝缘材料作为第一非绝缘保护膜层，得到所述防护层。
在本实施例中，所述第一、第二和第三非绝缘材料都可以为金属单质、或两种及两种以上金属组成的合金，或任何非绝缘材料。所述非绝缘预警膜层的材料可以为金属单质、或两种及两种以上金属组成的合金，或任何非绝缘材料。所述第二非绝缘材料的自腐蚀电位低于所述第三非绝缘材料。
在本实施例中，上述第一个示例性实施例中所述的用于导电溶液中的零件失效预警防护层可以由本示例性实施例中所述的制造方法制造得到。
本发明另一方面还提供了一种用于导电溶液中的零件失效预警防护层的制造方法。
在本发明的第四个示例性实施例中，所述制造方法可以包括以下步骤：
步骤一：选用第一非绝缘材料制作非绝缘基体层，在所述非绝缘基体层上连接监测电路。
步骤二：在所述非绝缘基体层的外侧沉积第二非绝缘材料作为第二非绝缘保护膜层。
在本实施例中，在沉积第二非绝缘保护膜层之前还可以包括步骤对所述非绝缘基体层进行清洗处理。
步骤三：在所述第二非绝缘保护膜层的外侧沉积第三非绝缘材料作为非绝缘预警膜层。
步骤四：在所述非绝缘预警膜层的外侧沉积第四非绝缘材料作为第一非绝缘保护膜层，得到所述防护层。
在本实施例中，所述第一、第二、第三和第四非绝缘材料都可以为金属单质、或两种及两种以上金属组成的合金，或任何非绝缘材料。所述非绝缘预警膜层的材料可以为金属单质、或两种及两种以上金属组成的合金，或任何非绝缘材料。所述第三非绝缘材料的自腐蚀电位低于所述第四非绝缘材料。
在本实施例中，上述第二个示例性实施例中所述的用于导电溶液中的零件失效预警防护层可以由本示例性实施例中所述的制造方法制造得到。
为了更好的理解本发明的上述示例性实施例，下面结合具体示例对其进行进一步说明。
示例1
S100：利用气体离子源(GIS)对第一非绝缘层SUS304不锈钢基底层进行清洗。本步骤为前期溅射清洗过程，利用Ar+离子溅射基体，能够溅射掉其表面吸附的微尘气体等，提高其表面的洁净度。
S101：利用高功率脉冲磁控溅射(H i PIMS)，以锌靶材(纯度99.99％)为锌源在清洗后的基底层表面，沉积得到第二非绝缘层锌层(非绝缘预警监测层)，锌层厚度100-150μm。
S102：利用高功率脉冲磁控溅射(H i PIMS)，以银靶材(纯度99.99％)为银源，在第二非绝缘层锌层(非绝缘预警监测层)表面沉积得到第三非绝缘层银层(第一非绝缘保护膜层)，银层厚度200～300μm。
S103:在基体层上连接监测组件，以监测防护层电位变化。
当防护膜层Ag层未损坏时，监测组件监测到的为Ag的电极电位，当防护膜层损伤暴露出锌预警层后，监测组件监测到Zn的电极电位，相对于Ag的电极电位，有明显的降低。通过采集该信号，从而输出膜层破损信号，实现膜层的损伤监测。
综上所述，本发明的用于导电溶液中的零件失效预警防护层及制造方法的优点可包括：
(1)能够利用在导电溶液中不同材料的自腐蚀电位不同产生的电位变化，实现防护层预警。
(2)能够在涂层失效前进行主动预警，且在第一非绝缘保护膜层失效报警后有处理时间，合理安排大修间隔，从而避免因设备故障导致的停工，避免零部件无预兆损坏导致的经济损失。
尽管上面已经通过结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员应该清楚，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可对本发明的示例性实施例进行各种修改和改变。

Claims (7)

1.一种用于导电溶液中的零件失效预警防护层，其特征在于,所述防护层包括自待保护零件外部依次向外设置并固定连接的非绝缘基体层、非绝缘预警膜层和第一非绝缘保护膜层，所述防护层置于工作溶液中，并能够检测到电位，所述非绝缘预警膜层在工作溶液中的自腐蚀电位低于所述第一非绝缘保护膜层，当最外层的第一非绝缘保护膜层被破坏后，所述电位发生变化。
2.根据权利要求1所述的用于导电溶液中的零件失效预警防护层，其特征在于，所述防护层还包括第二非绝缘保护膜层，所述第二非绝缘保护膜层设置在所述非绝缘基体层和所述非绝缘预警膜层之间，并分别与所述非绝缘基体层和所述非绝缘预警膜层固定连接。
3.根据权利要求1所述的用于导电溶液中的零件失效预警防护层，其特征在于，所述非绝缘基体层的材料包括金属单质或合金。
4.一种用于导电溶液中的零件失效预警防护层的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括以下步骤：
选用第一非绝缘材料制作非绝缘基体层；
在所述非绝缘基体层的外侧沉积第二非绝缘材料作为非绝缘预警膜层；
在所述非绝缘预警膜层的外侧沉积第三非绝缘材料作为第一非绝缘保护膜层，得到所述防护层，所述第二非绝缘材料在工作溶液中的自腐蚀电位低于所述第三非绝缘材料。
5.一种用于导电溶液中的零件失效预警防护层的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括以下步骤：
选用第一非绝缘材料制作非绝缘基体层，在所述非绝缘基体层的外侧沉积第二非绝缘材料作为第二非绝缘保护膜层；
在所述第二非绝缘保护膜层的外侧沉积第三非绝缘材料作为非绝缘预警膜层；
在所述非绝缘预警膜层的外侧沉积第四非绝缘材料作为第一非绝缘保护膜层，得到所述防护层，所述第三非绝缘材料在工作溶液中的自腐蚀电位低于所述第四非绝缘材料。
6.根据权利要求4或5任一项所述的用于导电溶液中的零件失效预警防护层的制造方法，其特征在于，所述制造方法还包括在制作非绝缘基体层后对所述非绝缘基体层进行清洗处理。
7.根据权利要求4或5任一项所述的用于导电溶液中的零件失效预警防护层的制造方法，其特征在于，所述第一非绝缘材料包括金属单质或合金。
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