CN205593884U - 一种测量氢在金属中的扩散装置 - Google Patents

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Abstract

一种测量氢在金属中的扩散装置,包括抽真空部件、阴极电流极化部件、氢测量部件、氢储存部件、夹具部件以及密封部件。其中抽真空部件包括有机玻璃导气板(7)、胶皮管(9)、真空泵(10)、阀门;阴极电流极化部件包括试样(5)、辅助电极(2)、参比电极(4)和无底电解槽(1);氢测量部件包括阀门、真空室(11)、四极质谱仪(12)和计算机(13),氢存储部件包括真空计(14)和氢储存箱(15);夹具部件包括钢夹具(8)和若干螺栓、螺母;密封部件包括橡皮垫(6)和紧固橡胶塞。本实用新型具有精密性好,测量结果稳定、可靠和安全。

Description

一种测量氢在金属中的扩散装置
技术领域
本实用新型涉及一种测量氢在金属中的扩散装置,属化学元素测量技术领域。
背景技术
在对金属实施阴极保护、酸洗、电镀,以及金属在受到腐蚀时,通常伴随着氢的产生。原子态的氢一部分相互化合为氢分子,另一部分则可能从界面上扩散入金属晶格内部,金属内氢原子浓度梯度的存在,会使氢原子扩散进金属晶格到达金属的另一面,部分滞留在金属内部的氢可能在金属内部微笑的孔穴处变成氢分子,也可能和金属内的某些非金属元素如碳、硫化合为气态的CH4、H2S等气体,气泡的形成会在金属的内部产生很大的压力,进而使金属产生氢疱和发生氢脆,引起金属构件的突然性爆裂。测量氢在金属中的扩散速率在工业产生中非常重要,是安全生产的重要保障。
从电化学角度出发,如果氢在金属内部积累起来,金属的电位即发生负移。因此研究氢在金属中的扩散和渗透,定量的方法主要有阴极过程量气法、电化学测量法、高真空测量法和核物理法。电化学测量法的设备简单,灵敏度高,测量方便、快速、准确,因此被广泛用于氢渗透研究。
发明内容
本实用新型的目的是,为了提供一种测量结果更为精确的氢在金属中的扩散装置,本实用新型提出一种测量氢在金属中的扩散装置。
本实用新型的技术方案如下:一种测量氢在金属中的扩散装置包括抽真空部件、阴极电流极化部件、氢测量部件、氢储存部件、夹具部件以及密封部件。
所述抽真空部件包括有机玻璃导气板、胶皮管、真空泵和阀门;
所述阴极电流极化部件包括试样、辅助电极、参比电极和无底电解槽;
所述氢测量部件包括有机玻璃导气板、胶皮管、阀门、真空室、四极质谱仪和计算机;
所述氢储存部件包括真空计和氢储存箱;
所述夹具部件包括钢夹具和若干螺栓、螺母;密封部件包括橡皮垫和紧固橡胶塞。
试样为一平板式结构,试样的面积大于无底电解槽的底部横截面积,无底电解槽下部通过橡皮垫与试样连接构成无底电解槽内密封环境,用于充放电解液;
有机玻璃导气板是一与试样面积大小相仿的平板结构,有机玻璃导气板中央有一出气管;有机玻璃导气板与试样之间,通过橡皮垫隔开,形成一个狭小空间,有机玻璃导气板的出气管朝外通过胶皮管连接真空泵;
钢夹具将无底电解槽、橡胶垫、试样和有机玻璃导气板安装固定并夹紧,使之不漏气、不漏液;构成无底电解槽内的密封环境和无底电解槽外试样与有机玻璃导气板之间的密封环境。
无底电解槽顶部开孔采用紧固橡胶塞安装辅助电极和鲁金毛细管;所述鲁金毛细管中通过橡皮塞安装参比电极;所述有机玻璃导气板与有两支路的胶皮管相连接;所述胶皮管的一条支路与真空泵相连接,另一条支路与真空室相连接;所述真空室一端与四极质谱仪相连接;所述四极质谱仪与计算机相连接;所述真空室的另一端通过真空计与氢气储存箱相通;所述试样、所述辅助电极、所述参比电极分别通过导线与恒电位仪相连接。
所述无底电解槽和垫片的材质为耐酸或者耐碱的非导性材料。
本实用新型的有益效果是,本实用新型装置结构紧凑、合理,通过装置中设置的四极质谱仪等,能准确地测量氢在金属中的扩散量;本实用新型具有精密性好,测量结果稳定、可靠和安全的特点。
附图说明
图1为本实用新型装置结构示意图;
图中,1是无底电解槽;2是辅助电极;3是鲁金毛细管;4是参比电极;5是试样;6是橡皮垫;7是有机玻璃导气板;8是钢夹具;9是胶皮管;10是真空泵;11是真空室;12是四极质谱仪;13是计算机;14是真空计;15是氢气存储箱;16是恒电位仪。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型的一种测量氢在金属中的扩散装置作进一步的说明。
如图1所示,本实施例一种测量氢在金属中的扩散装置,包括抽真空部件、阴极电流极化部件、氢测量部件、氢储存部件、夹具部件以及密封部件。
本实施例装置的抽真空部件包括有机玻璃导气板7、胶皮管9、真空泵10和阀门。
本实施例装置的阴极电流极化部件包括试样5、辅助电极2、参比电极4和和无底电解槽。
本实施例装置的氢测量部件包括有机玻璃导气板7、胶皮管9、阀门、真空室11、四极质谱仪12和计算机13;
所述氢储存部件包括真空计14和氢储存箱15;
所述夹具部件包括钢夹具8和若干螺栓、螺母;密封部件包括橡皮垫6和紧固橡胶塞。
试样5为一平板式结构,试样的面积大于无底电解槽1的底部横截面积,无底电解槽1下部通过橡皮垫6与试样5连接构成无底电解槽内密封环境,用于充放电解液;
有机玻璃导气板7是一与试样5面积相仿的平板结构,有机玻璃导气板7中央有一出气管;有机玻璃导气板7与试样5之间,通过橡皮垫隔开,形成一个狭小空间,有机玻璃导气板7的出气管朝外通过胶皮管9连接真空泵10;
钢夹具8将无底电解槽1、橡胶垫6、试样5和有机玻璃导气板7安装固定并夹紧,使之不漏气、不漏液;构成无底电解槽内的密封环境和无底电解槽外试样与有机玻璃导气板之间的密封环境。
无底电解槽1顶部开孔,通过孔洞采用紧固橡胶塞安装辅助电极2和鲁金毛细管3,所述鲁金毛细管3通过橡皮塞安装参比电极4;所述有机玻璃导气板7上的出气管与有两支路的胶皮管9相连接;所述胶皮管9的一条支路与真空泵10相连接,另一条支路与真空室11相连接;所述真空室11一端与四极质谱仪12相连接,所述四极质谱仪12与计算机13相连接;所述真空室11的另一端通过真空计14与氢气储存箱15相通;所述试样5、所述辅助电极2、所述参比电极4通过导线与恒电位仪16相连接。
本实用新型一种测量氢在金属中的扩散装置的测试方法,其步骤如下:
将加工到一定粗糙度的金属试样5表面使用砂纸打磨,用游标卡尺测量尺寸,并分别用无水乙醇和丙酮脱除表面的油脂,用电吹风吹干待用。把金属试样5用橡皮垫6与无底电解槽1、有机玻璃导气板7连接,用钢夹具8夹紧,使之不漏气、不漏液。在电解槽中注入硫酸+微量As2O3溶液,装好仪器,接好线路,检查无误后,打开电源,进行氢渗透测定。

Claims (6)

1.一种测量氢在金属中的扩散装置,其特征在于,所述装置包括抽真空部件、阴极电流极化部件、氢测量部件、氢储存部件、夹具部件以及密封部件;
所述抽真空部件包括有机玻璃导气板、胶皮管、真空泵和阀门;
所述阴极电流极化部件包括试样、辅助电极、参比电极和无底电解槽;
所述氢测量部件包括有机玻璃导气板、胶皮管、阀门、真空室、四极质谱仪和计算机;
所述氢储存部件包括真空计和氢储存箱;
所述夹具部件包括钢夹具和若干螺栓、螺母;密封部件包括由橡皮垫和紧固橡胶塞。
2.根据权利要求1所述一种测量氢在金属中的扩散装置,其特征在于,所述试样为一平板式结构,试样的面积大于无底电解槽的底部横截面积,无底电解槽下部通过橡皮垫与试样连接构成无底电解槽内密封环境,用于充放电解液。
3.根据权利要求1所述一种测量氢在金属中的扩散装置,其特征在于,所述有机玻璃导气板是一与试样面积大小相仿的平板结构,有机玻璃导气板中央有一出气管;有机玻璃导气板与试样之间,通过橡皮垫隔开,形成一个狭小空间,有机玻璃导气板的出气管朝外通过胶皮管连接真空泵。
4.根据权利要求1所述一种测量氢在金属中的扩散装置,其特征在于,所述钢夹具将无底电解槽、橡胶垫、试样和有机玻璃导气板安装固定并夹紧,使之不漏气、不漏液;构成无底电解槽内的密封环境和无底电解槽外试样与有机玻璃导气板之间的密封环境。
5.根据权利要求1所述一种测量氢在金属中的扩散装置,其特征在于,所述无底电解槽顶部开孔采用紧固橡胶塞安装辅助电极和鲁金毛细管;所述鲁金毛细管中通过橡皮塞安装参比电极;所述有机玻璃导气板与有两支路的胶皮管相连接;所述胶皮管的一支路与真空泵相连接,另一支路与真空室相连接;所述真空室一端与四极质谱仪相连接;所述四极质谱仪与计算机相连接;所述真空室的另一端通过真空计与氢气储存箱相通;所述试样、所述辅助电极、所述参比电极分别通过导线与恒电位仪相连接。
6.根据权利要求1所述一种测量氢在金属中的扩散装置,其特征在于,所述无底电解槽和垫片的材质为耐酸或者耐碱的非导性材料。
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