临氢材料力学性能检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及材料力学性能检测领域，具体涉及一种临氢材料力学性能检测装置及方法。该装置至少包括工作单元，工作单元至少包括本体和固定盖板，本体的上端开设有开口，待测试样通过固定盖板固定在开口处，固定盖板中间开设有观察孔；本体的内部设置有腔室一和腔室二，腔室一与开口处连通用于向待测试样提供氢压力，腔室二通过容积变化控制腔室一内的气压。该装置可实现低压、高压或压变、分级氢压环境中氢从材料临氢端到外界扩散动力学行为的原位观察，也可实现低压、高压或压变、分级氢压环境材料失效临界寿命测试及材料应变分析，成本低廉，通过常规力学测试试验机即可实现低压、高压或压变、分级氢压的加载，且氢气耗量少。且氢气耗量少。且氢气耗量少。

【技术实现步骤摘要】
临氢材料力学性能检测装置及方法


[0001]本专利技术涉及材料力学性能检测领域，具体涉及一种临氢材料力学性能检测装置及方法。

技术介绍

[0002]随着氢能源应用技术的不断发展，氢气的储存和输运环节在合理调节分配能源、提高能源使用效率、降低能源使用成本方面，具有至关重要的作用。氢原子作为自然界中最小的粒子，极易在各种环境中进入到材料内部。压力容器在氢环境中，也极易受到氢原子的影响，产生氢脆、氢致开裂等失效问题。在开发高性能抗氢材料，以及氢气储运系统设备过程中，材料氢脆性能相关评价具有重要意义。
[0003]现有的用于材料抗氢性能评价的装置，往往存在氢气消耗量大、无法实现恒压恒载荷、循环载荷氢气气氛下的氢脆敏感性实验以及无法对材料的应变行为进行原位监测、对氢从材料内部逸出行为进行原位观察的问题。

技术实现思路

[0004]基于此，本专利技术的目的在于提供一种新的临氢材料力学性能检测装置，该装置氢气消耗量小、装置小巧简便，既可以实现恒压恒载荷，还可以实现循环载荷氢气氛下的氢脆敏感性试验。
[0005]本专利技术通过以下技术方案来实现上述技术目的：本专利技术提供一种临氢材料力学性能检测装置，至少包括工作单元，所述工作单元至少包括本体和固定盖板，所述本体的上端开设有开口，待测试样通过固定盖板固定在开口处，所述固定盖板中间开设有观察孔；
[0006]所述本体的内部设置有腔室一和腔室二，所述腔室一与开口处连通用于向待测试样提供氢压力，所述腔室二通过容积变化控制腔室一内的气压。
[0007]作为一种优选的实施方式，该装置还包括原位观察单元，所述原位观察单元通过观察孔对待测试样进行氢逸出行为和表面应变分析。
[0008]具体的，所述原位观察单元至少包括摄像头及与其连接的数字图像处理系统。
[0009]作为一种优选的实施方式，该装置还包括供氢单元，所述供氢单元用于腔室一内供氢。
[0010]作为一种优选的实施方式，该装置还包括压力加载单元，所述压力加载单元用于通过腔室二控制腔室一内的气压。
[0011]作为一种优选的实施方式，所述腔室一和腔室二为通过活塞分割开的两个腔室。
[0012]作为一种优选的实施方式，所述本体的开口处设置有密封圈，待测试样压设在开口处时，腔体一被密封。
[0013]作为一种优选的实施方式，所述腔室一上开设有进气通道和出气通道，所述进气通道与供氢单元连通的管道上至少设置有进气气体截止阀，所述出气通道上至少设置有排气气体截止阀。
[0014]作为一种优选的实施方式，所述压力加载单元至少包括活塞杆、液压缸和夹持杆，活塞杆和加持杆对称设置在液压缸上。
[0015]本专利技术还提供了一种临氢材料力学检测方法，包括以下步骤：将待测试样放置在上述检测装置的开口处，控制腔室一内的气压在预设条件下，直接原位拍摄观察氢气泡在待测试样表面逸出情况及试样表面应变分析。
[0016]本专利技术所提供的临氢材料力学性能检测装置可实现低压、高压或压变、分级氢压环境中氢从材料临氢端到外界扩散动力学行为的原位观察，也可实现低压、高压或压变、分级氢压环境材料失效临界寿命测试及材料应变分析，成本低廉，通过常规力学测试试验机即可实现低压、高压或压变、分级氢压的加载，且氢气耗量少。
附图说明
[0017]图1为本专利技术实施例提供的临氢材料力学性能检测装置的原理结构图；
[0018]图2为图1中的工作单元的结构示意图；
[0019]图3为图1中压力加载单元的结构示意图；
[0020]图中：
[0021]1工作单元、11本体、12腔体一、13气通道、14腔体二、15活塞、16 固定盖板；
[0022]2 供氢单元；
[0023]3压力加载单元、31活塞杆、32液压缸、33夹持杆；
[0024]4 原位观察单元；
[0025]5 待测试样。
具体实施方式
[0026]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明，以使本领域的技术人员更加清楚地理解本专利技术。
[0027]以下各实施例，仅用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。基于本专利技术中的具体实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的情况下，所获得的其他所有实施例，都属于本专利技术的保护范围。
[0028]可以理解，空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。此外，器件也可以包括另外地取向(譬如，旋转90度或其它取向)，并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
[0029]需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
[0030]如图2所示，一种临氢材料力学性能检测装置，至少包括工作单元1，工作单元1至少包括本体11和固定盖板16，本体11的上端开设有开口，待测试样5通过了固定盖板16固定
在开口处，固定盖板16中间开设有观察孔，通过该观察孔可以直接对待测试样5进行观察。本体11的内部设置有腔室一12和腔室二14，腔室一12与开口处连通用于向待测试样5提供氢压力，腔室二14通过容积变化控制腔室一12内的气压。
[0031]使用时，将待测试样5放置在本体11的开口处，之后用固定盖板16固定，此时待测试样5同时将该开口密封，腔室一12内部充满氢，调节腔室二14内的压力，腔室二14的容积发生变化，同时腔室一12内的容积同样发生变化，腔室一12内的氢压力发生变化，从而实现不同静态、动态压力临氢气氛条件下的氢逸出行为观察或试样表面应变表征分析。
[0032]进一步，参见图1，该装置还包括原位观察单元4，原位观察单元4通过该观察孔对待测试样进行氢逸出行为和表面应变分析。例如，原位观察单元4至少包括摄像头和与其连接的数字图像处理系统。
[0033]进行氢逸出表征观察时，首先将待测试样5提前进行打磨抛光，被观察面先滴上一层甘油，随后将玻璃片覆盖在甘油上使甘油平铺于试样表面，调整好物距后可由摄像头进行原位拍摄，观察氢气泡在待测试样表面逸出情况；进行力学性能测试时，对待测试样5被观察表面进行散斑制备，调整物镜摄像头至合适高度即可利用摄像头结合数字图像处理系统对待测试样表面进行表面应变表征分析。
[0034]可以理解的是，该装置还包括供氢单元2，供氢单元2用于腔室一12内的供氢。
[0035]进一步，腔室一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.临氢材料力学性能检测装置，其特征在于，至少包括工作单元(1)，所述工作单元(1)至少包括本体(11)和固定盖板(16)，所述本体(11)的上端开设有开口，待测试样(5)通过固定盖板(16)固定在开口处，所述固定盖板(16)中间开设有观察孔；所述本体(11)的内部设置有腔室一(12)和腔室二(14)，所述腔室一(12)与开口处连通用于向待测试样(5)提供氢压力，所述腔室二(14)通过容积变化控制腔室一(12)内的气压。2.根据权利要求1所述的临氢材料力学性能检测装置，其特征在于，还包括原位观察单元(4)，所述原位观察单元(4)通过观察孔对待测试样进行氢逸出行为和表面应变分析。3.根据权利要求2所述的临氢材料力学性能检测装置，其特征在于，所述原位观察单元(5)至少包括摄像头及与其连接的数字图像处理系统。4.根据权利要求1所述的临氢材料力学性能检测装置，其特征在于，还包括供氢单元(2)，所述供氢单元(2)用于腔室一(12)内供氢。5.根据权利要求1所述的临氢材料力学性能检测装置，其特征在于，还包括压力加载单元(3)，所述压力加载单元(3)用于通过腔室...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭志贤，刘静，黄峰，张施琦，胡荣哲，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：