本發明專利技術涉及涂層失效檢測技術領域，提供了一種用于涂層的ESPI與電化學實時同位測試的電解池裝置。裝置主要由試樣固定部分、電化學測試電極部分、光路通道部分三部分組成。試樣固定部分包括有機玻璃容器、密封墊片、試樣擋板，電化學測試電極部分包括參比電極、鉑絲環，光路通道部分包括有機玻璃容器前端透明窗口、鉑絲環、試樣窗口。本裝置優點是結構簡單、使用方便，既能對涂層進行電化學測試，同時可聯合ESPI進行涂層失效過程的原位、動態、實時可視化監測，實現了涂層失效過程中膜下腐蝕產物萌生、長大行為的實時原位動態監測與其實時電化學行為的聯合研究。
【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術涉及涂層失效檢測
，提供了一種用于涂層的ESPI與電化學實時同位測試的電解池裝置。裝置主要由試樣固定部分、電化學測試電極部分、光路通道部分三部分組成。試樣固定部分包括有機玻璃容器、密封墊片、試樣擋板，電化學測試電極部分包括參比電極、鉑絲環，光路通道部分包括有機玻璃容器前端透明窗口、鉑絲環、試樣窗口。本裝置優點是結構簡單、使用方便，既能對涂層進行電化學測試，同時可聯合ESPI進行涂層失效過程的原位、動態、實時可視化監測，實現了涂層失效過程中膜下腐蝕產物萌生、長大行為的實時原位動態監測與其實時電化學行為的聯合研究。【專利說明】—種用于涂層的ESPI與電化學實時同位測試的電解池裝
本專利技術涉及涂層失效檢測
，特別是涉及一種用于涂層的ESPI與電化學實時同位測試的電解池裝置。
技術介紹
有機金屬防護涂層能有效隔離腐蝕環境介質對金屬基體的腐蝕，在各項工程建設中發揮著重要的作用。但是有機涂層的失效，特別是膜下金屬腐蝕給鋼結構件的安全服役構成威脅，有機涂層失效的過程監測研究一直是熱點研究課題。EIS (交流阻抗技術)為研究有機涂層/金屬體系的防護性能和界面上電化學反應的發生和發展提供了相對可靠的方法與手段，但是EIS法存在一定的局限性，它給出的是整個涂層表面的平均信息，不能確定失效位點，而涂層的失效(層離、起泡等)通常起始于局部，故該法所給出的信息不能充分解釋腐蝕發生的機制。因此對界面處腐蝕行為的全面認識仍是廣大研究者面臨的挑戰涂層/金屬界面剝離(起泡)失效行為和膜下腐蝕產物萌生、擴展行為的實時、連續、原位、動態監測，對認識膜下金屬的腐蝕過程極其重要。將這種膜下腐蝕產物萌生、長大行為的實時原位動態監測的結果與腐蝕破壞過程的電化學行為規律的研究相結合，正是搞清楚有機金屬防護涂層失效行為的關鍵科學問題。電子散斑干涉技術ESPI建立以來，迅速發展，作為現代物理檢測技術，也是當今物理檢測技術的研究熱點，人們在光源補償、圖像處理、信號提取等方面開展了大量的研究。計算機數字化圖像記錄和處理方式的引入使ESPI系統更易于應用，由此ESPI也被稱為 DSPI (Digital speckle pattern interferometry)。ESIP 技術的迅猛發展,其突出的全場、非接觸、高精度、高靈敏度和實時快速等優點，以及在材料無損檢測上的成功應用，也為涂層金屬界面的失效觀測、腐蝕產物的發生、擴展的研究提供了可能。因此結合ESPI與電化學測試，同位聯合檢測涂層失效過程十分必要。設計制備一種裝置在進行涂層電化學測試的同時能夠不影響ESPI測試的光路信號的采集，是實現涂層的實時原位動態電化學與ESPI的聯合測試研究目的關鍵技術之一。
技術實現思路
本專利技術提供了一種用于涂層的ESPI與電化學實時同位測試的電解池裝置，設計了一種在不影響ESPI測試光路信號采集的同時可進行EIS等電化學測試的裝置，實現了ESPI與電化學聯合實時、同位、動態監測涂層的失效過程。—種用于涂層的ESPI與電化學實時同位測試的電解池裝置，主要包括試樣固定部分、電化學測試電極部分、光路通道部分三部分。試樣固定部分由有機玻璃容器1、密封墊片2、試樣擋板3組成；電化學測試電極部分由參比電極4和鉬絲環5組成；光路通道由有機玻璃容器前端透明窗口 6、鉬絲環5、試樣窗口 7組成。有機玻璃容器I包括試樣窗口 7、加液口 8、參比電極口 9、鉬絲環口 10和四個試樣擋板固定孔，密封墊片2在有機玻璃容器I的后側的試樣窗口 7處，加液口 8、參比電極口 9、鉬絲環口 10在有機玻璃容器I的頂部，試樣擋板3固定孔分布在有機玻璃容器I的四角，試樣由螺栓11加力固定。有機玻璃容器I為無色透明。密封墊片2為圓環狀耐油橡膠片。參比電極4為232型飽和甘汞參比電極，進溶液端接氯化鉀瓊脂鹽橋。鉬絲環5為輔助電極，鉬絲環直徑大于光束直徑。當進行試驗測試時，從加液口 8向有機玻璃容器I加入3.5%NaCl溶液，參比電極4、鉬絲環5與試樣形成三電極體系，用于電化學的測量。參比電極4、鉬絲環5的擺放需不遮擋激光電子束對試樣的照射，實現ESPI與電化學的實時同位聯合監測。本專利技術的優點是:裝置結構簡單、使用方便，既能對涂層進行電化學測試，同時可同位聯合進行ESPI對涂層失效過程的可視化監測，實現了膜下腐蝕產物萌生、長大行為的實時原位動態監測的結果與腐蝕破壞過程的電化學行為規律的研究的結合。【專利附圖】【附圖說明】圖1:ESPI與電化學測試同位聯合監測結構示意圖圖2:電解池裝置結構示意圖其中:1、有機玻璃容器，2、密封墊片，3、試樣擋板，4、參比電極，5、鉬絲環，6、有機玻璃容器前端透明窗口，7、試樣窗口，8、加液口，9、參比電極口，10、鉬絲環口，11、螺栓圖3:涂層浸泡2d后的觀測分析結果其中:(a)ESPI 圖(b) EIS 圖圖4:涂層浸泡4d后的觀測分析結果其中:(a)ESPI 圖(b) EIS 圖圖5:涂層浸泡15d后的觀測分析結果其中:(a)ESPI 圖(b) EIS 圖【具體實施方式】:一種用于涂層的ESPI與電化學實時同位測試的電解池裝置，主要包括試樣固定部分、電化學測試電極部分、光路通道部分三部分。試樣固定部分由有機玻璃容器1、密封墊片2、試樣擋板3組成；電化學測試電極部分由參比電極4和鉬絲環5組成；光路通道由有機玻璃容器前端透明窗口 6、鉬絲環5、試樣窗口 7組成。有機玻璃容器I包括試樣窗口 7、加液口 8、參比電極口 9、鉬絲環口 10和四個試樣擋板固定孔。密封墊片2在有機玻璃容器的后側的試樣窗口 7處，加液口 8、參比電極口 9、鉬絲環口 10在有機玻璃容器的頂部，試樣擋板3固定孔分布在有機玻璃容器的四角，試樣由螺栓11加力固定。有機玻璃容器I主體內腔為80mmX80mmX30mm的長方體，試樣窗口 7內徑為20mm，加液口 8內徑為5mm、參比電極口 9內徑為15mm、鉬絲環口 10內徑為10mm，四個試樣擋板固定孔內徑為6mm,配合使用M6螺栓11固定。密封墊片2是公稱內徑為20mm,公稱外徑為27mm,厚度為3.5mm的圓環狀耐油橡膠片。試樣擋板3為140mmX90mmX5mm的有機玻璃板，四角有內徑為6mm的孔用于配合M6的螺栓11，中心開有直徑為20mm的孔，用于試樣導線的連接。參比電極4為232型飽和甘汞參比電極，進溶液端接氯化鉀瓊脂鹽橋。鉬絲環5為輔助電極，環直徑為25mm。測試整體如附圖1所示，采用本裝置測試了環氧涂層的失效過程。附圖3、4、5中ESPI圖為某一時刻散斑干涉圖像相減得到的圖像，反映了涂層浸泡過程中激光散斑干涉圖像的變化。在附圖3 Ca)顯示密密麻麻的小點，由于ESPI的靈敏度很高，外界振動以及涂層表面粗糙度發生了改變都會引起散斑圖像發生改變，物質在涂層中的擴散會引起ESPI圖像上出現一些小并且模糊的斑點，但沒有大的斑點，說明浸泡兩天涂層還沒有產生宏觀的缺陷，涂層還依然完好。此時的阻抗響應為高阻抗的單容抗弧，表明涂層處于涂層滲水的浸泡初期階段，腐蝕介質還沒有到達涂層/金屬界面。附圖4 (a)中開始隱約出現一些比較大的斑點，但不明顯，說明涂層的屏蔽作用正在減弱，一些腐蝕性介質已經通過涂層的薄弱處與基本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：高瑾，李曉剛，馮海翔，宋東東，錢志超，
申請(專利權)人：北京科技大學，
類型：發明
國別省市：
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