CN111307707A - 一种可原位实时调控缝隙尺寸的缝隙腐蚀实验装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种可原位实时调控缝隙尺寸的缝隙腐蚀实验装置及方法。本发明包括实验槽、盖板和测距仪，实验槽的顶部具有一开口端，实验槽内设有电解液，电解液内设有工作电极、参比电极和对电极；盖板可沿竖直方向做往复直线运动，盖板还可沿水平方向做往复直线运动；测距仪用于测定盖板沿竖直方向做往复直线运动的距离。本发明通过盖板沿竖直方向的往复运动精确控制了缝隙宽度，还实现了缝隙宽度的实时调控；本发明可以直接观察和记录缝隙腐蚀的发展情况，通过盖板水平方向的往复运动模拟了缝隙面积变化工况下的缝隙腐蚀，使用方便，实验结果科学严谨，真正实时反映了缝隙腐蚀的发展情况，对丰富和发展缝隙腐蚀相关研究具有重要的学术价值。

Description

一种可原位实时调控缝隙尺寸的缝隙腐蚀实验装置及方法

技术领域

本发明涉及材料腐蚀的技术领域，特别是指一种可原位实时调控缝隙尺寸的缝隙腐蚀实验装置及方法。

背景技术

金属材料在工农业生产中用量巨大，大多数金属材料在一定的条件下很容易遭到腐蚀破坏。金属材料的腐蚀与防护研究具有十分重要的现实意义。金属材料的腐蚀破坏大部分都是电化学腐蚀。这种金属材料的腐蚀，按照腐蚀形态可分为全面腐蚀和局部腐蚀两大类；就腐蚀的破坏程度而言，金属发生局部腐蚀的腐蚀量往往比全面腐蚀要小很多，但是，局部腐蚀对金属强度和金属制品整体结构完整性的破坏程度却比全面腐蚀大得多。缝隙腐蚀就是一种常见的局部腐蚀，金属材料或制品在介质中，由于金属与金属或金属与非金属之间形成特别小的缝隙，使缝隙内介质处于滞留状态，引起缝隙内金属的加速腐蚀；并且，这种缝隙在工程结构中是不可避免；因此，缝隙腐蚀也是不可避免的。

在很多实际工况条件下，缝隙腐蚀发生时往往伴随机械外力的作用，导致缝隙尺寸(包括缝隙宽度和缝隙面积)发生实时变化。例如：海上平台常年受海风和海浪的影响，其螺栓、螺母以及金属构件接缝等部位会发生此类缝隙腐蚀；另外，海底或埋地管道在外部作用力或内部传输物质的影响下，也会发生此类缝隙腐蚀。

目前，关于缝隙腐蚀进行研究的实验方法，现有技术中，通常是采用垫片，使工作电极和压板形成缝隙，工作电极和压板之间形成的这种缝隙的宽度是固定不变的，无法实时精准调节缝隙的宽度；同时，这种实验方法也不便于观察电极表面腐蚀的发展情况；另外，这种方法所得的工作电极和压板之间的缝隙的腐蚀面积也是固定的，无法根据不同的工况改变腐蚀面积的大小，不能模拟腐蚀面积变化工况下的缝隙腐蚀。

发明内容

本发明提出了一种可原位实时调控缝隙尺寸的缝隙腐蚀实验装置及方法，旨在解决现有技术中缝隙腐蚀研究实验方法中工作电极和压板之间的缝隙宽度和覆盖面积固定不变、不方便观察电极表面腐蚀的发展情况从而导致其不能真正实时反映缝隙腐蚀发展情况的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：

在一个方面，本发明的一种可原位实时调控缝隙尺寸的缝隙腐蚀实验装置，包括实验槽、盖板和测距仪；所述实验槽的顶部具有一开口端，所述实验槽内设有电解液，所述电解液内设有工作电极、参比电极和对电极，所述工作电极、所述参比电极和所述对电极均通过导线连接有电化学工作站；所述盖板活动设置于所述实验槽内，所述盖板可沿竖直方向做往复直线运动，以调节所述盖板与所述工作电极上表面的距离，所述盖板还可沿水平方向做往复直线运动，以调节所述盖板对所述工作电极的有效覆盖面积；所述测距仪与所述盖板同步沿竖直方向做往复直线运动，用于测定所述盖板沿竖直方向做往复直线运动的距离。

本发明的实验装置中，盖板可在竖直方向上进行往复直线运动，盖板还可在水平方向上进行往复直线运动，通过测距仪控制盖板在竖直方向上往复直线运动的位移，从而精确控制了盖板与工作电极上表面的距离即缝隙宽度；并且，盖板在竖直方向上的位移可随时调节，从而实现了实时调控缝隙宽度；本发明可以直接观察和记录缝隙腐蚀的发展情况，实验结果准确可靠；另外，本发明的盖板还可以沿水平方向做往复直线运动，以改变缝隙腐蚀的腐蚀面积，从而模拟缝隙面积变化条件下的缝隙腐蚀。本发明中，工作电极的上表面模拟金属样板，这种实验装置是一种缝隙尺寸(包括缝隙宽度和缝隙面积)可实时调控的缝隙腐蚀原位监测实验装置，使用方便，实验过程科学严谨，实验效果好。

作为一种优选的实施方案，所述实验槽的底部设有安装孔，所述工作电极为丝束电极，所述丝束电极通过所述安装孔与所述实验槽密封连接。本发明优选使用丝束电极作为工作电极，电化学工作站选用丝束电极腐蚀测试仪，测量电化学参数，用于研究缝隙腐蚀机理；丝束电极可以显示缝隙内发生腐蚀的具体位点以及各位点相对独立的电化学信息，并能通过控制所覆盖位点的个数以实现腐蚀面积的精确控制。将打磨好的丝束电极通过安装孔塞入实验槽，并采用密封胶封住丝束电极周围的空隙，完成丝束电极在实验槽上的安装，安装孔的设置，使丝束电极安装方便，密封性好，避免了电解液出现泄漏现象。如果本发明中工作电极不使用丝束电极，实验槽的底部便不需要设置安装孔。

作为一种优选的实施方案，所述盖板设置于一连接槽上，所述连接槽套接于所述实验槽的内部，所述连接槽的顶部、底部和右侧均为开口端，所述连接槽的左侧连接有竖直移动导轨，所述连接槽的内部设有卡接槽，所述盖板通过所述卡接槽与所述连接槽滑动连接。盖板通过连接槽间接设置在实验槽的内部，连接槽的设置方便了盖板与竖直移动导轨连接，同时，也方便了盖板在水平方向上的往复直线运动；连接槽带着盖板整体在竖直方向上做往复直线运动，这种设置的连接槽，结构简单，使用方便，便于操作。

作为一种优选的实施方案，所述竖直移动导轨包括竖直滑轨和与所述竖直滑轨相适配的竖直滑块，所述连接槽与所述竖直滑块固定连接。本发明中竖直滑块与竖直滑轨配合效果好，竖直滑块可以连接电动控制装置，以方便自动控制竖直滑块的滑动；竖直滑轨通常通过底座设置在实验台上，竖直滑轨还具有支撑作用。

作为一种优选的实施方案，所述盖板到所述连接槽底部的距离不大于所述工作电极在所述实验槽内的高度。连接槽在盖板下方空间的高度不超过工作电极在实验槽内的高度，从而充分保证了在初始位置时，盖板可以紧贴在工作电极的上表面上，即充分保证了缝隙宽度可以为0。

作为一种优选的实施方案，所述实验槽的右侧设有供所述盖板穿过的通孔。通孔的设置，方便了盖板在连接槽内沿水平方向上的滑动；可以根据实际需要调整缝隙腐蚀的面积，以模拟不同的缝隙腐蚀工况。

作为一种优选的实施方案，所述测距仪为激光测距仪，所述激光测距仪的下方设有激光反射板。激光测距仪随着盖板一起在竖直方向上进行往复直线运动，激光反射板为白色面板，激光反射板置于实验槽的旁边，激光测距仪发出的激光垂直照射到激光反射板上，实验前盖板与工作电极的上表面紧密接触，以确定激光测距的零点位置，盖板向上调节改变缝隙宽度的同时，激光测距仪测得的距离参数可实时显示，激光测距仪测量精度高，读数显示方便直接。

作为一种优选的实施方案，所述实验槽为透明实验槽，所述盖板为透明板。透明实验槽和透明板的设置，可以随时观察实验槽内的现象，提高了实验的透明化；通常情况下，连接槽也是透明设置，连接槽和实验槽采用光敏树脂材料制作而成；盖板采用玻璃材料制作而成。

作为一种优选的实施方案，还包括图像采集仪，所述图像采集仪用于观察和记录所述工作电极上表面的腐蚀发展情况。本发明还可以连接图像采集仪，图像采集仪可以是显微镜、照相机或其它可以对图像进行放大并采集的设备；通过图像采集仪可以准确地原位观察和记录缝隙腐蚀的发展情况。

在另一个方面，本发明的一种可原位实时调控缝隙尺寸的缝隙腐蚀实验方法，包括以下步骤：1)取实验槽，在实验槽内安装工作电极、参比电极和对电极；2)向实验槽内注入电解液，使工作电极、参比电极和对电极均浸泡在电解液中，将工作电极、参比电极和对电极通过导线与电化学工作站连接，形成电化学腐蚀测量系统；3)在实验槽内安装盖板，调节盖板的水平方向位移，使盖板覆盖工作电极，调节盖板的竖直方向位移，使盖板的下表面贴紧工作电极的上表面；4)安装测距仪，调整测距仪，将该位置处盖板的位移设定为S₀；5)将盖板沿着竖直方向缓慢向上移动，使盖板与工作电极表面形成缝隙，通过测距仪记录将该位置处盖板的位移，记录为S₁；6)启动电化学工作站，观察并记录工作电极上表面的腐蚀发展情况；7)再次调节盖板的水平方向位移和/或调节盖板的竖直方向位移，通过测距仪记录将该位置处盖板的位移，记录为S_n，n为自然数，n大于1，继续观察并记录工作电极上表面的腐蚀发展情况；8)重复步骤7)若干次，得实验结果。

本发明的可原位实时调控缝隙尺寸的缝隙腐蚀实验方法严格控制了安装顺序、电解液加入步骤和电化学工作站启动时间，真正从源头开始观察和记录了缝隙腐蚀的发生和发展情况；这种缝隙腐蚀的缝隙宽度、缝隙腐蚀面积可以实时进行调整，从而原位实时监控了不同缝隙尺寸下的缝隙腐蚀情况，即模拟了不同工况下的缝隙腐蚀；测距仪的使用精确控制了盖板与工作电极上表面的距离即缝隙宽度，可以实时原位观察和记录缝隙腐蚀的发展情况，操作简单，实验过程科学严谨，实验结果准确可靠，真正实时反映了缝隙腐蚀的发展情况，系统地研究了不同工况下不同位置处的缝隙腐蚀规律，这对丰富和发展缝隙腐蚀相关研究具有重要的学术价值。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的实验装置中盖板可在竖直方向上进行往复直线运动，通过测距仪控制盖板在竖直方向上往复直线运动的位移，从而快速精确控制了盖板与工作电极上表面的距离即缝隙宽度；并且，盖板在竖直方向上的位移可随时调节，从而实现了实时调控缝隙宽度；本发明可以直接及时准确地原位观察和记录缝隙腐蚀的发展情况，实验结果准确可靠；另外，本发明的盖板还可以沿水平方向做往复直线运动，以改变缝隙腐蚀面积，从而模拟不同工况下的缝隙腐蚀；本发明的实验方法科学严谨，操作简单，实验结果准确可靠，真正实时反映了缝隙腐蚀的发展情况，系统地研究了不同工况下不同位置处的缝隙腐蚀规律，这对丰富和发展缝隙腐蚀相关研究具有重要的学术价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的可原位实时调控缝隙尺寸的缝隙腐蚀实验装置一个实施例的立体结构示意图；

图2为图1的分解结构示意图；

图3为图1的仰视结构示意图；

图4为图1侧视结构示意图；

图5为工作电极在缝隙宽度为10μm条件下的开路电位分布情况；

图6为工作电极在缝隙宽度为100μm条件下的开路电位分布情况；

图7为工作电极再次回复到缝隙宽度为10μm条件下的开路电位分布情况；

图8为腐蚀面积减小一半之后工作电极的开路电位分布情况；

图中：10-实验槽；20-盖板；30-连接槽；31-卡接槽；32-盖沿；33-工作电极；34-参比电极；35-对电极；40-测距仪；41-激光反射板；50-图像采集仪；61-竖直滑块；62-竖直滑轨。

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作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。

实施例一

参阅附图1、附图2、附图3和附图4，本发明提供的是一种可原位实时调控缝隙尺寸的缝隙腐蚀实验装置，这种实验装置包括实验槽10、盖板20和测距仪40，该实验装置还包括图像采集仪50；实验槽10的顶部具有一开口端，实验槽10内设有电解液，电解液内设有工作电极33、参比电极34和对电极35，工作电极33从实验槽10的底部进入电解液，工作电极33、参比电极34和对电极35均通过导线连接有电化学工作站，图4中为简介起见，未示出电化学工作站；工作电极33用于模拟金属样板，工作电极33、参比电极34、对电极35和电解液形成电化学腐蚀体系；盖板20活动设置于实验槽10内，盖板20可沿竖直方向做往复直线运动，以调节盖板20与工作电极33上表面的距离，盖板20与工作电极33上表面的距离即缝隙腐蚀的缝隙宽度，盖板20还可沿水平方向做往复直线运动，以调节盖板20对工作电极33的有效覆盖面积，盖板20对工作电极33的有效覆盖面积的改变用于模拟不用腐蚀工况；测距仪40与盖板20同步沿竖直方向做往复直线运动，用于测定盖板20沿竖直方向做往复直线运动的距离；图像采集仪50用于观察和记录工作电极33上表面的腐蚀发展情况。

本发明的实验装置中，盖板20可在竖直方向上进行往复直线运动，通过测距仪40控制盖板20在竖直方向上往复直线运动的位移，从而精确控制了盖板20与工作电极33上表面的距离即缝隙宽度；并且，盖板20在竖直方向上的位移可随时调节，从而实现了实时调控缝隙宽度；本发明还通过图像采集仪50及时准确地原位观察和记录缝隙腐蚀的发展情况，实验结果准确可靠；另外，本发明的盖板20还可以沿水平方向做往复直线运动，以改变缝隙腐蚀的腐蚀面积，从而模拟不同工况下的缝隙腐蚀。本发明中，工作电极33的上表面模拟金属样板，这种实验装置是一种缝隙宽度可实时调控的缝隙腐蚀原位监测实验装置，使用方便，实验过程科学严谨，实验效果好。

参阅附图1、附图2和附图4，在某些优选的实施例中，盖板20设置于一连接槽30上，连接槽30套接于实验槽10的内部，连接槽30呈U型设置，连接槽30的顶部、底部和右侧均为开口端，连接槽30的左侧连接有竖直移动导轨，连接槽30的内部设有卡接槽31，盖板20通过卡接槽31与连接槽30滑动连接。盖板20通过连接槽30间接设置在实验槽10的内部，连接槽30的设置方便了盖板20与竖直移动导轨连接，同时，也方便了盖板20在水平方向上的往复直线运动；连接槽30带着盖板20整体在竖直方向上做往复直线运动，这种设置的连接槽30，结构简单，使用方便，便于操作。进一步地，竖直移动导轨包括竖直滑轨62和与竖直滑轨62相适配的竖直滑块61，连接槽30与竖直滑块61固定连接。本发明中竖直滑块61与竖直滑轨62配合效果好，竖直滑块61可以连接电动控制装置，以方便自动控制竖直滑块61的滑动；竖直滑轨62通常通过底座设置在实验台上，竖直滑轨62还具有支撑作用。具体地，盖板20到连接槽30底部的距离不大于工作电极33在实验槽10内的高度。连接槽30在盖板20下方空间的高度不超过工作电极33在实验槽10内的高度，从而充分保证了在初始位置时，盖板20可以紧贴在工作电极33的上表面上，即充分保证了缝隙宽度可以为0。优选地，实验槽10的右侧还可以设置有供盖板20穿过的通孔。通孔的设置，方便了盖板20在连接槽30内沿水平方向上的滑动；可以根据实际需要调整覆盖面积，以模拟不同的缝隙腐蚀工况；同时，还可以通过图像采集仪50观察实验槽10内电解液、工作电极33、参比电极34和对电极35的情况。另外，连接槽30的前侧、后侧和左侧还可以均设有向外延伸的盖沿32，盖沿32延伸至实验槽10的外侧。本发明的实验槽10呈长方体型，连接槽30也呈长方体型，连接槽30的前侧和后侧平行设置并均与连接槽30的左侧相垂直，连接槽30的前侧、后侧和左侧均设有盖沿32，盖沿32延伸至实验槽10的外侧，方便了连接槽与竖直移动导轨通过螺丝连接，使其连接方便，与实验槽10配合性能好。

参阅附图3和附图4，作为一种优选地实施方式，本发明中，实验槽10的底部设有安装孔，工作电极33为丝束电极，丝束电极通过安装孔与实验槽10密封连接。本发明优选使用丝束电极作为工作电极33，电化学工作站选用丝束电极腐蚀测试仪，测量电化学参数，用于研究缝隙腐蚀机理；丝束电极可以显示缝隙内发生腐蚀的具体位点以及各位点相对独立的电化学信息，并能通过控制所覆盖位点的个数以实现腐蚀面积的精确控制。将打磨好的丝束电极通过安装孔塞入实验槽10，并采用胶封住丝束电极周围的空隙，完成丝束电极在实验槽10上的安装，安装孔的设置，使丝束电极安装方便，密封性好，避免了电解液出现泄漏现象。通常情况下，测距仪40为激光测距仪40，激光测距仪40的下方设有激光反射板41。激光测距仪40随着盖板20一起在竖直方向上进行往复直线运动，具体地，激光反射板41为白色面板，激光反射板41置于实验槽10的旁边，本实施例中，激光反射板41即为设置在竖直滑轨62底部的底座，这种底座具有双重作用，提高了其使用价值，简化了实验装置的结构；这种激光测距仪40发出的激光垂直照射到激光反射板41上，实验前盖板20与工作电极33的上表面紧密接触，以确定激光测距的零点位置，盖板20向上调节改变缝隙宽度的同时，激光测距仪40测得的距离参数可实时显示，激光测距仪40测量精度高，读数显示方便直接。

为了更加直观地对整个实验过程进行观察，本发明中，实验槽10为透明实验槽10，盖板20为透明板。透明实验槽10和透明板的设置，可以随时观察实验槽10内的现象，提高了实验的透明化；通常情况下，连接槽30也是透明设置，连接槽30和实验槽10采用光敏树脂材料制作而成；盖板20采用玻璃材料制作而成。本发明中图像采集仪50可以是照相机、显微镜等，用于适时记录腐蚀界面的发生情况。

实施例二

本发明的一种可原位实时调控缝隙尺寸的缝隙腐蚀实验方法，包括以下步骤：

1)取实验槽10，在实验槽10内安装工作电极33、参比电极34和对电极35，本实施例中工作电极33为丝束电极，将提前封装好的丝束电极打磨至2000#，丝束电极直径为40mm，实验槽10底部安装孔的直径也为40mm，将丝束电极通过安装孔塞入实验槽10，丝束电极的底部导线露出，接在丝束电极电位电流扫描仪接口，丝束电极的材料为U71Mn轨道钢，10×10，

2)在实验槽10内安装盖板20，盖板20为玻璃片，厚度为2mm，长为60mm，宽为50mm，将玻璃片通过卡接槽31插入连接槽30的内部，连接槽30的左侧通过螺栓固定在竖直滑块61上，竖直滑块61滑动连接在竖直滑轨62上；水平拉动盖板20，以调节盖板20的水平方向位移，使盖板20覆盖工作电极33；上下移动竖直滑块61，调节盖板20的竖直方向位移，使盖板20的下表面贴紧工作电极33的上表面；

3)取激光测距仪40，将激光测距仪40安装在连接槽30的左侧盖沿32上，激光测距仪40的激光头朝下，垂直照射到竖直滑轨62底部的激光反射板41上，调整激光测距仪40，将该位置处盖板20的位移设定为S₀，S₀为0；

4)通过竖直滑块61将盖板20沿着竖直方向缓慢向上移动，使盖板20与工作电极33表面形成缝隙，通过激光测距仪40记录将该位置处盖板20的位移，记录为S₁，S₁为10μm；

5)向实验槽10内注入电解液，电解液是质量浓度为3.5％氯化钠溶液，电解液的摩尔浓度为0.1M，使工作电极33、参比电极34和对电极35均浸泡在电解液中，将工作电极33、参比电极34和对电极35通过导线与电化学工作站连接，形成电化学腐蚀测量系统；

6)启动电化学工作站，运行2h，观察并记录工作电极33上表面的腐蚀发展情况；

7)再次通过竖直滑块61调节盖板20的竖直方向位移，通过激光测距仪40记录将该位置处盖板20的位移，记录为S₂，S₂为100μm，继续观察并记录工作电极33上表面的腐蚀发展情况；

8)重复步骤7)1次，使S₃为10μm，继续观察并记录工作电极33上表面的腐蚀发展情况；

9)再次水平拉动盖板20，以调节盖板20的水平方向位移，使其仅覆盖右半部分丝束电极，左半部分丝束电极直接暴露于开放电解液中，运行0.5h，继续观察并记录工作电极33上表面的腐蚀发展情况。

由附图5可以看出，本发明的实验装置在缝隙宽度为10μm时，0.1M的氯化钠电解质浸泡2h的过程中，化学工作站显示的开路电位分布一直较为均匀，各微电极的电位基本在-0.7V/SCE左右，此过程中未发生明显的缝隙腐蚀。由附图6可以看出，当缝隙宽度增大至为100μm时，缝隙内氧气含量大幅提高，特别是靠近缝隙口部的微电极，氧气含量最大，大幅提高阴极反应速率，导致开路电位升高，腐蚀电流升高，此过程中缝隙内发生腐蚀。由附图7可以看出，当再次缝隙宽度恢复至10μm时，开路电位很快恢复到最初的状态，各微电极的电位继续维持在-0.7V/SCE附近，这是由于缝隙中较严苛的腐蚀环境被消除，氧气含量缺乏，无法再次形成缝隙腐蚀环境所致。由附图8可以看出，改变覆盖面积后左半部分变为阴极反应区，电位较高，在-0.45V/SCE左右，而被盖板覆盖的右半部分则变为阳极反应区，电位较低，在-0.85V/SCE左右，即在覆盖区域发生了缝隙腐蚀。因此，本发明的实验装置上所进行的实验方法，通过实时改变缝隙宽度，并结合丝束电极方法，可准确测量出腐蚀电流密度和电位分布，研究缝隙变化条件对缝隙腐蚀的影响，通过改变缝隙腐蚀的面积，模拟了缝隙面积变化工况下的缝隙腐蚀，更为准确的模拟大量实际工况，研究缝隙腐蚀的演变规律。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的实验装置中盖板20可在竖直方向上进行往复直线运动，通过测距仪40控制盖板20在竖直方向上往复直线运动的位移，从而精确控制了盖板20与工作电极33上表面的距离即缝隙宽度；并且，盖板20在竖直方向上的位移可随时调节，从而实现了实时调控缝隙宽度；本发明可以直接观察和记录缝隙腐蚀的发展情况，实验结果准确可靠；另外，本发明的盖板20还可以沿水平方向做往复直线运动，以改变缝隙腐蚀的面积，从而模拟不同工况下的缝隙腐蚀；本发明的实验方法科学严谨，操作简单，实验结果准确可靠，真正实时反映了缝隙腐蚀的发展情况，系统地研究了不同工况下不同位置处的缝隙腐蚀规律，这对丰富和发展缝隙腐蚀相关研究具有重要的学术价值。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可原位实时调控缝隙尺寸的缝隙腐蚀实验装置，其特征在于，包括：

实验槽，所述实验槽的顶部具有一开口端，所述实验槽内设有电解液，所述电解液内设有工作电极、参比电极和对电极，所述工作电极、所述参比电极和所述对电极均通过导线连接有电化学工作站；

盖板，活动设置于所述实验槽内，所述盖板可沿竖直方向做往复直线运动，以调节所述盖板与所述工作电极上表面的距离，所述盖板还可沿水平方向做往复直线运动以调节所述盖板对所述工作电极的有效覆盖面积；

测距仪，与所述盖板同步沿竖直方向做往复直线运动，用于测定所述盖板沿竖直方向做往复直线运动的距离。

2.根据权利要求1所述的可原位实时调控缝隙尺寸的缝隙腐蚀实验装置，其特征在于：

所述实验槽的底部设有安装孔，所述工作电极为丝束电极，所述丝束电极通过所述安装孔与所述实验槽密封连接。

3.根据权利要求1所述的可原位实时调控缝隙尺寸的缝隙腐蚀实验装置，其特征在于：

所述盖板设置于一连接槽上，所述连接槽套接于所述实验槽的内部，所述连接槽的顶部、底部和右侧均为开口端，所述连接槽的左侧连接有竖直移动导轨，所述连接槽的内部设有卡接槽，所述盖板通过所述卡接槽与所述连接槽滑动连接。

4.根据权利要求3所述的可原位实时调控缝隙尺寸的缝隙腐蚀实验装置，其特征在于：

所述竖直移动导轨包括竖直滑轨和与所述竖直滑轨相适配的竖直滑块，所述连接槽与所述竖直滑块固定连接。

5.根据权利要求3所述的可原位实时调控缝隙尺寸的缝隙腐蚀实验装置，其特征在于：

所述盖板到所述连接槽底部的距离不大于所述工作电极在所述实验槽内的高度。

6.根据权利要求3所述的可原位实时调控缝隙尺寸的缝隙腐蚀实验装置，其特征在于：

所述实验槽的右侧设有供所述盖板穿过的通孔。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的可原位实时调控缝隙尺寸的缝隙腐蚀实验装置，其特征在于：

所述测距仪为激光测距仪，所述激光测距仪的下方设有激光反射板。

8.根据权利要求1所述的可原位实时调控缝隙尺寸的缝隙腐蚀实验装置，其特征在于：

所述实验槽为透明实验槽，所述盖板为透明板。

9.根据权利要求1所述的可原位实时调控缝隙尺寸的缝隙腐蚀实验装置，其特征在于：

还包括图像采集仪，用于观察和记录所述工作电极上表面的腐蚀发展情况。

10.一种可原位实时调控缝隙尺寸的缝隙腐蚀实验方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)取实验槽，在实验槽内安装工作电极、参比电极和对电极；

2)向实验槽内注入电解液，使工作电极、参比电极和对电极均浸泡在电解液中，将工作电极、参比电极和对电极通过导线与电化学工作站连接，形成电化学腐蚀测量系统；

3)在实验槽内安装盖板，调节盖板的水平方向位移，使盖板覆盖工作电极，调节盖板的竖直方向位移，使盖板的下表面贴紧工作电极的上表面；

4)安装测距仪，调整测距仪，将该位置处盖板的位移设定为S₀；

5)将盖板沿着竖直方向缓慢向上移动，使盖板与工作电极表面形成缝隙，通过测距仪记录将该位置处盖板的位移，记录为S₁；

6)启动电化学工作站，观察并记录工作电极上表面的腐蚀发展情况；

7)再次调节盖板的水平方向位移和/或调节盖板的竖直方向位移，通过测距仪记录将该位置处盖板的位移，记录为S_n，n为自然数，n大于1，继续观察并记录工作电极上表面的腐蚀发展情况；

8)重复步骤7)若干次，得实验结果。

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