本发明专利技术涉及一种可控温的原位电化学充氢与测试一体化装置，所述装置包括：不锈钢外壳、自密封快插进液接头、自密封快插出液接头、聚四氟乙烯内腔和惰性电极铂片。本发明专利技术的装置通过自密封快插进液接头、自密封快插出液接头向聚四氟乙烯内腔不断更换聚四氟乙烯内腔内的电化学液体，以实现不断的充氢，通过不锈钢外壳的不锈钢上盖的通孔对原位电化学充氢样品进行X射线衍射测试，以测试原位电化学充氢样品的结构变化，本发明专利技术实现了氢脆的检测和充氢同时进行。同时进行。同时进行。
【技术实现步骤摘要】
一种可控温的原位电化学充氢与测试一体化装置
[0001]本专利技术涉及材料测试
，特别是涉及一种可控温的原位电化学充氢与测试一体化装置。
技术介绍
[0002]除了少数金属(如银、铜和金等)，对于几乎所有重要的工业金属和合金来说，氢脆是一个普遍存在的安全问题，当材料的服役环境含氢时，如油井、潮湿的空气、海水等，氢脆是造成许多结构故障的重要原因。原子氢进入材料内部，运动并富集，当局部氢浓度达到临界值时，材料就会发生断裂。这种断裂经常瞬时发生，事先毫无征兆，严重地威胁着人们财产安全。然而，尽管人们在过去的一个世纪里做出了巨大的努力，对于氢致开裂的机理认识仍然存在多个尺度上的争论，氢脆问题并没有得到很好的解决，仍需在实验室环境中进行大量的实验研究。
[0003]目前实验室对材料的充氢主要有两种：电化学充氢和气相充氢。而对材料充氢后氢分布位置及性能的检测，一般都是将材料经过两种预充氢之后，再到检测环境中进行检测。这种处理虽然可以在一定程度上定性地说明氢脆现象，但也存在两个很明显的问题：一并不能真实地还原材料的服役状态，因为大部分材料是在氢环境中承受载荷发生断裂的；二在预充氢之后进行材料微观组织或者氢分布检测时，一些检测设备都要进行抽真空操作。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是提供一种可控温的原位电化学充氢与测试一体化装置，实现氢脆的检测和充氢同时进行，即进行原位电化学充氢与测试，以确保服役环境的真实性与氢检测的准确性，不需要中断充氢的过程就可以通过X射线衍射仪、纳米压痕仪等材料的结构与力学表征设备对样品在充氢过程中的结构变化与性能进行测试。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]本专利技术提供一种可控温的原位电化学充氢与测试一体化装置，所述装置包括：不锈钢外壳、自密封快插进液接头、自密封快插出液接头、聚四氟乙烯内腔和惰性电极铂片；
[0007]所述自密封快插进液接头与所述不锈钢外壳的进液口连通，所述自密封快插出液接头与所述不锈钢外壳的出液口连通；
[0008]聚四氟乙烯内腔设置在所述不锈钢外壳的内部，所述惰性电极铂片设置在所述聚四氟乙烯内腔的内部，并通过导线与所述不锈钢外壳的不锈钢底板导电连通；工作时，所述不锈钢底板与电源正极连接；
[0009]所述不锈钢外壳的不锈钢上盖上设置有通孔；工作时，原位电化学充氢样品设置在聚四氟乙烯内腔的上部与所述不锈钢外壳的不锈钢上盖的下表面之间，并覆盖所述通孔；原位电化学充氢样品与电源负极连接。
[0010]可选的，所述不锈钢外壳包括不锈钢上盖、不锈钢腔体和不锈钢底板；
[0011]所述不锈钢腔体为由第一不锈钢侧壁、第二不锈钢侧壁、第三不锈钢侧壁和第四不锈钢侧壁依次连接围成的腔体，所述不锈钢上盖设置在所述不锈钢腔体的顶部，所述不锈钢底板设置在所述不锈钢腔体的底部；
[0012]所述第一不锈钢侧壁和所述第三不锈钢侧壁上分别设置有进液口和出液口。
[0013]可选的，所述第一不锈钢侧壁与所述第二不锈钢侧壁之间，所述第二不锈钢侧壁与所述第三不锈钢侧壁之间、所述第三不锈钢侧壁和所述第四不锈钢侧壁之间，所述第四不锈钢侧壁与所述第一不锈钢侧壁之间均通过不锈钢圆弧连接板连接。
[0014]可选的，所述不锈钢上盖的下表面与聚四氟乙烯内腔的上表面之间设置有第一橡胶密封圈；所述不锈钢上盖的下表面与所述不锈钢腔体的上表面之间设置有第二橡胶密封圈；所述不锈钢腔体的下表面与所述不锈钢底板的上表面之间设置有第三橡胶密封圈。
[0015]可选的，所述不锈钢上盖通过上盖螺钉固定在所述不锈钢腔体的顶部，所述不锈钢底板通过底板螺钉固定在所述不锈钢腔体的底部。
[0016]可选的，所述装置还包括：陶瓷加热片；
[0017]所述陶瓷加热片设置在所述不锈钢外壳的第二不锈钢侧壁或第四不锈钢侧壁上。
[0018]可选的，所述陶瓷加热片通过加热片安装螺钉固定在所述不锈钢外壳的第二不锈钢侧壁或第四不锈钢侧壁上。
[0019]可选的，所述原位电化学充氢样品与不锈钢上盖的下表面之间设置有氧化铝陶瓷绝缘垫。
[0020]可选的，所述自密封快插进液接头与所述不锈钢外壳的进液口通过氟橡胶管道连通，所述自密封快插出液接头与所述不锈钢外壳的出液口通过氟橡胶管道连通。
[0021]可选的，所述自密封快插进液接头的型号为Everis LQ2，所述自密封快插出液接头的型号为Everis LQ2。
[0022]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0023]本专利技术公开了一种可控温的原位电化学充氢与测试一体化装置，所述装置包括：不锈钢外壳、自密封快插进液接头、自密封快插出液接头、聚四氟乙烯内腔和惰性电极铂片；所述自密封快插进液接头与所述不锈钢外壳的进液口连通，所述自密封快插出液接头与所述不锈钢外壳的出液口连通；聚四氟乙烯内腔设置在所述不锈钢外壳的内部，所述惰性电极铂片设置在所述聚四氟乙烯内腔的内部，并通过导线与所述不锈钢外壳的不锈钢底板导电连通；工作时，所述不锈钢底板与电源正极连接；所述不锈钢外壳的不锈钢上盖上设置有通孔；工作时，原位电化学充氢样品设置在聚四氟乙烯内腔内，与不锈钢外壳的不锈钢上盖的下表面面贴合，并覆盖所述通孔；原位电化学充氢样品与电源负极连接。本专利技术的装置通过自密封快插进液接头、自密封快插出液接头向聚四氟乙烯内腔不断更换聚四氟乙烯内腔内的电化学液体，以实现不断的充氢，通过不锈钢上盖的通孔对原位电化学充氢样品进行X射线衍射测试，以测试原位电化学充氢样品的结构变化，本专利技术实现了氢脆的检测和充氢同时进行。
[0024]本专利技术还可通过微纳米压痕实现充氢样品的原位力学性能变化测量，并且可与基于扫描电子显微镜的原位设备联合使用，实现充氢样品局部特定区域的微观形貌观察与力学性能测试。
[0025]本专利技术还通过陶瓷加热片控制聚四氟乙烯内腔内的电化学液体加热，以调整电化
学液体的温度，促进电化学反应的发生。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1为本专利技术提供的可控温的原位电化学充氢与测试一体化装置的结构图；
[0028]图2为本专利技术提供的可控温的原位电化学充氢与测试一体化装置的主视图；
[0029]附图说明：1、惰性电极铂片；2、不锈钢外壳；3、原位电化学充氢样品；4、第一橡胶密封圈；5、第二橡胶密封圈；6、第三橡胶密封圈；7、进液不锈钢接口；8、氧化铝陶瓷绝缘垫；9、聚四氟乙烯内腔；10、不锈钢上盖；11、上盖螺钉；12、氟橡胶管道；13、自密封快插出液接头；14、加热片安装螺钉；15、不锈钢底板；16、陶瓷加热片；17、自密封快插进液接头；18、不锈钢腔体。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种可控温的原位电化学充氢与测试一体化装置，其特征在于，所述装置包括：不锈钢外壳、自密封快插进液接头、自密封快插出液接头、聚四氟乙烯内腔和惰性电极铂片；所述自密封快插进液接头与所述不锈钢外壳的进液口连通，所述自密封快插出液接头与所述不锈钢外壳的出液口连通；聚四氟乙烯内腔设置在所述不锈钢外壳的内部，所述惰性电极铂片设置在所述聚四氟乙烯内腔的内部，并通过导线与所述不锈钢外壳的不锈钢底板导电连通；工作时，所述不锈钢底板与电源正极连接；所述不锈钢外壳的不锈钢上盖上设置有通孔；工作时，原位电化学充氢样品设置在聚四氟乙烯内腔的上部与所述不锈钢外壳的不锈钢上盖的下表面之间，并覆盖所述通孔；原位电化学充氢样品与电源负极连接。2.根据权利要求1所述的可控温的原位电化学充氢与测试一体化装置，其特征在于，所述不锈钢外壳包括不锈钢上盖、不锈钢腔体和不锈钢底板；所述不锈钢腔体为由第一不锈钢侧壁、第二不锈钢侧壁、第三不锈钢侧壁和第四不锈钢侧壁依次连接围成的腔体，所述不锈钢上盖设置在所述不锈钢腔体的顶部，所述不锈钢底板设置在所述不锈钢腔体的底部；所述第一不锈钢侧壁和所述第三不锈钢侧壁上分别设置有进液口和出液口。3.根据权利要求2所述的可控温的原位电化学充氢与测试一体化装置，其特征在于，所述第一不锈钢侧壁与所述第二不锈钢侧壁之间，所述第二不锈钢侧壁与所述第三不锈钢侧壁之间、所述第三不锈钢侧壁和所述第四不锈钢侧壁之间，所述第四不锈钢侧壁与所述第一不锈钢侧壁之间均通过不锈钢圆弧连接板连接。4.根据权利要求2所述的可控温的原位电化学充氢与测试...
【专利技术属性】
技术研发人员：马晋遥，梁伟，郑留伟，张慧云，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：
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