Устройство для ускоренного определения коррозионной стойкости металлов электрохимическим травлением Советский патент 1988 года по МПК G01N17/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для исследования коррозии металлов и их структуры.

Цель изобретения - повышение информативности в части корроэионно- электрохимического поведения и структурного состояния металла путем обеспечения градиента потенциала вдоль поверхности образца.

На чертеже приведена схема устройства для ускоренного определения коррозионной стойкости металлов электрохимическим травлением.

Устройство содержит электрохимическую ячейку 1 с двумя поляризующими электродами 2 и 3. Между ними размещены держатель 4 образца 5 и капилляр 6 электрода 7 сравнения. Устрой- ство также содержит измеритель В потенциала, соединенный с элёктро- Дйм 7 сравнения, средство 9 поляризации образца 5, связанное с поляризующими электродами 2 и 3, и источнй 10 питания, полюса которого соединены с электродами 2 и 3. Поляризующие электроды 2 и 3 установлены в ячейке 1 с возможностью изменения расстояния между ними. Держатель 4 образца 5 размещен так, что его поверхность, предназначенная для взаимодействия с образцом 5, перпендикулярна поверхности поляризующих электродов 2 и 3. Капилляр 6 электрода 7 сравнения установлен с возможностью переме щения относительно держателя 4 образца 5./

В зависимости от задач исследования устройство может быть снабжено блоком 11 управления, включающим многопозиционные, переключатели 12, элект ронньй запоминающий блок 13, вход которого соединен с многопозиционными переключателями 12, и блок 14 сравнения потенциалов, к одному из входов которого подключен выход электронного запоминающего блока 13. Средство 9 поляризации образца 5 может быть выполнено в виде электродвигателя 15 с установленным на его валу микрометрическим винтом 16, на котором размещены поляризующие электроды 2 и 3, которые связаны через источник 10 питания с блоком 14 сравнения потенциалов блока 11 управп

, ЛЙЫНЯ.

Измеритель 8 потенциалов может быт выполнен в виде генератора 17 пере.

2

Q

t5

2025п ,

-5055

ь

35

40

45

мещений, электродвигателя 18 перемещения капилляра 6 электрода 7 сравнения. Соединенного с генератором 17 перемещения, микрометрического винта 19, на котором размещен капилляр 6 электрода 7 сравнения, который установлен на валу электродвигателя 18, фотоэлектронного преобразователя 20, вход которого соединен с выходом электродвигателя 18, вольтметра 21, к одному из входов которого подключены электрод 7 сравнения и выход фотоэлектронного преобразователя 20, а другой вход предназначен для подключения образца 5 в процессе испытаний, транскриптора 22, к одному из входов которого подключен выход фотоэлектронного преобразователя 20, а к другому - выход вольтметра 21, цифропечатающего блока 23, соединенного с выходом транскриптора 22, циф- роаналогового преобразователя 24, вход которого подключен к выходу вольтметра 21, и самопишущего прибора 25, один вход которого соединен р выходом цифроаналогового преобразователя 24, а другой - с электродом 7 сравнения и выходом фотоэлектронного преобразователя 20.

Устройство работает следующим образом.

Образец 5, рабочую поверхность которого подготавливают в виде металлографического шлифа, размещают в ячейке i на держателе 4 так, что рабочая поверхность образца 5 перпендикулярна поверхности поляризующих электродов 2 и 3. Образец 5 подключают к одному из входов вольтметра 21. В ячейку 1 заливают агрессивную среду, в которую оказывается погруженным образец 5. От источника 10 питания подается напряжение на поляризующие электроды 2 и 3. Образец 5 оказывается помещенным в электрическое поле между электродами 2 и 3 параллельно его силовым линиям. Таким образом вдоль поверхности образца 5 возникает градиент потенциала, а травление металла образца 5 производят одновременно при нескольких значениях потенциала, соответствующих области катодной поляризации образца 5, области потенциалов его активного, пассивного и транспассивного растворения. В результате такого травления получают металлографическую картину металла образца 5 при различных потенциалах. Изменяя расстояние между электродами 2 и 3, устанавливают заданные значения потенциалов на краях образца 5, при которых проводят травление. Перемещая капилляр 6 электрода 7 сравнения, измеряют распределение потенциалов вдоль поверхности образца 5 для определения областей потенциалов катодной поляризации металла, его активного, пассивного и транспассивного растворения, а также переходных зон. О коррозионной стойкости металла в активном, пассивном, транспассивном и переходных состояниях судят по металлографической картине, полученной на образце 5.

Для обеспечения работы устройства в автоматическом режиме включают блок 11 управления, средство 9 поляризации образца 5 и измеритель 8 потенциалов. Генератор 17 перемещения подводит капилляр 6 электрода 7 сравнения к одному из краев образца 5 с помощью электродвигателя 18, С тто- пощью многопозиционных переключателей 12 в электронньй запоминающий блок 13 вводят исходные условия, а именно: значения потенциалов на краях образца 5, градиент потенциала вдоль поверхности образца-5, количество замеров значений потенциалов и скорость перемещения капилляра 6 в вдоль поверхности образца 5. Блок 14

49014

родвигатель 18 приводит во вращение микрометрический винт 19, перемещает капилляр 6 вдоль поверхности образца 5. Положение капилляра 6 регистрируется фотоэлектронным преобразователем 20, J котором количество оборотов микрометрического винта 19 преобразуется в величину перемещения

10 капилляра 6, Значения потенциалов измеряются вольтметром 21. Информация выводится на цифропечатающий блок 23 через транскриптор 22 и/или на самопишущий прибор 25 через цифt5 роаналоговый преобразователь 24. Пос - ле прохождения капилляром 6 всей длины образца 5 травление прекращают, т.е. источник 10 питания отключается, а капилляр 6 возвращают в исходное положение, и устройство вновь готово к работе.

20

Формула изобретения

1. Устройство для ускоренного определения коррозионной стойкости ме таллов электрохимическим травлением, содержащее электрохимическую ячейку с двумя поляризующими электродами, размещенный между ними держатель образца, электрод сравнения с капилляром, измеритель потенциала, соединенный с электродом сравнения, средство поляризации образца, связанное с по

Изобретение позволяет повысить информативность коррозионно-электро- хймического поведения и структурного состояния металла путем обеспечения градиента потенциала вдоль поверхности образца. Образец, рабочую поверхность которого готовят в виде металлографического пшифа, размещают в : ячейке на держателе так, чтобы рабочая поверхность образца была перпендикулярна поверхности поляризующих электродов, которые поляризуют от источника тока. Образец оказывается помещенным в электрическое поле между электродами параллельно его силовьм линиям. Таким образом, вдоль поверхности образца реализуют градиент потенциала, и поверхность образца травится при.нескольких потенциалах одновременно. В устройстве предусмотре но использование электрической схемы, которая позволяет повысить точность поддержания градиента потенциала и обеспечить травление образца в авто--; матическом режиме. 1 з.п, ф-лы, 1 Hit.

сравнения потенциалов включает источ- ляризующими электродами, и источник

питания, полюса которого соединены

ник 10 питания и на поляризущие электроды 2 и 3 подается разность потенциалов .

Электродом 7 сравнения измеряют потенциалы-на краях образца 5. Измеренные значения потенциалов подаются на вход блока 14 сравнения потенциалов, которые сравнивают измеренные значения потенциалов с заданными. При несоответствии измеренных потенциалов заданным блок 14 .включает элект- , родвигатель 15, приводящий во враще- ние микрометрический винт 16, на котором размещены электроды 2 и 3. Таким образом, производят изменение расстояния между поляризующими электродами 2 и 3.

Дпя измерения потендаалов вдоль поверхности образца 5 капилляр 6 перемещают вдоль поверхности образца 5. При этом генератор 17 перемещения подает напряжение на электродвигатель 18 в соответствии с заданной скоростью перемещения капилляра 6, Электс поляризующими электродами, о т л и чающееся тем, что, с целью повышения информативности в части jQ коррозионно-электрохимического поведения и структурного состояния -, :

металла путем обеспечения гра диента потенциала вдоль поверхности образца, поляризующие электроды установлены в ячейке с возможностью изменения расстояния между ними, дер жатель образца размещен так, что его поверхность, предназначенная для вза имодействия с образцом, перпендикулярна поверхности поляризующих элект родов, а капилляр электрода сравнени установлен с возможностью перемещени относительно держателя образца.

45

50

55

2, Устройство поп. 1, отли- ч ающееся тем, что оно снабжено блоком управления, включающим многопозиционные переключатели, электронный запоминающий блок, вход котос поляризующими электродами, о т л и- чающееся тем, что, с целью повышения информативности в части jQ коррозионно-электрохимического поведения и структурного состояния -, :

металла путем обеспечения гра диента потенциала вдоль поверхности образца, поляризующие электроды установлены в ячейке с возможностью изменения расстояния между ними, держатель образца размещен так, что его поверхность, предназначенная для взаимодействия с образцом, перпендикулярна поверхности поляризующих электродов, а капилляр электрода сравнения установлен с возможностью перемещения относительно держателя образца.

45

50

55

2, Устройство поп. 1, отли- ч ающееся тем, что оно снабжено блоком управления, включающим многопозиционные переключатели, электронный запоминающий блок, вход которого соединен с многопозиционными переключателями, и блок сравнения потенциалов, к. одному из входов которого подключен выход электронного за- поминающего блока, средство поляризации образца выполнено в виде элект- родвигателя с установленным на его валу микрометрическим винтом, на котором размещены поляризующие элект- роды, которые связаны через источник питания с блоком сравнения потенциалов блока управления, измеритель потенциалов вьтолнен в виде генератора перемещения, электродвигате- ля перемещения капилляра электрода сравнения, соединенного с генератором перемещения, микрометрического винта, на котором размещен капилляр электрода сравнения, установленного на валу электродвигателя, фотоэлектрического преобразователя, вход которого соединен с выходом электродвигателя вольтметра, к одному из входов которого подключены электрод сравнения и выход фотоэлектрического преобразователя, а другой вход предназначен для подключения образца в процессе испытаний, транскриптора, к одному из входов которого подключен выход фотоэлектронного преобразователя, а к другому - выход вольтметра, цифро- печатаюЩего блока, соединенного с выходом транскриптора, цифроаналогового преобразователя, вход которого подключен к выходу вольтметра, и самопишущего прибора, один вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, а другой - с электродом сравнения и выходом фотоэлектронного преоб,разователя.