金属中氢扩散系数测定装置 |
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| 申请号 | CN201611197369.1 | 申请日 | 2016-12-22 | 公开(公告)号 | CN106969993A | 公开(公告)日 | 2017-07-21 |
| 申请人 | 株式会社POSCO; 浦项产业科学研究院; | 发明人 | 张昌焕; 朱万吉; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开一种金属中氢扩散系数测定装置。金属中氢扩散系数测定装置包括：第一容器，所述第一容器其内部储存第一液体；第二容器，所述第二容器设置在第一容器的上方且储存第二液体；金属试片，所述金属试片设置在第一容器和第二容器之间且设置成一面及另一面分别 接触 第一液体和第二液体；反应 电极 ，所述反应电极设置在第二容器的内部；供电单元，所述供电单元向金属试片和反应电极供电，以从金属试片的一侧向第一液体的内部产氢；第三容器，所述第三容器与第一容器连接，产氢后第一液体的一部分移动到所述第三容器；以及测重单元，所述测重单元测定第三容器的重量。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种金属中氢扩散系数测定装置，包括： |
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| 说明书全文 | 金属中氢扩散系数测定装置技术领域[0001] 本发明涉及一种可准确测定氢扩散系数的金属中氢扩散系数测定装置。 背景技术[0002] 通常，测定金属中氢扩散系数的方法采用电化学法、肉眼观察法、图像分析法、气相色谱法、毛细管法或电容法等。 [0004] 肉眼观察法是指直接用肉眼观察被释放的氢所形成的气泡的方法。这种肉眼观察法的优点是测定装置的制造费用低廉，但是存在基于观察者的再现性低的问题。 [0005] 图像分析法利用适当的照明和摄像机测定氢气泡以提高基于观察者的再现性，但是从根本上存在以氢气泡量估算氢量时根据氢气泡形状氢量测定值出现较大误差的问题。 [0006] 利用气相色谱的方法是对被释放的氢量用气相色谱进行分析的方法，可以评估准确的氢产生量。然而，利用气相色谱的方法由于测定周期非常长，因此对短时间内发生氢渗透的薄板难以进行测定。 发明内容[0007] 技术问题 [0008] 本发明一实施例提供一种可利用简单的结构容易测定金属中氢扩散系数的金属中氢扩散系数测定装置。 [0009] 技术方案 [0010] 本发明一实施例的金属中氢扩散系数测定装置包括：第一容器，所述第一容器其内部储存第一液体；第二容器，所述第二容器设置在第一容器的上方且储存第二液体；金属试片，所述金属试片设置在第一容器和第二容器之间且设置成一面及另一面分别接触第一液体和第二液体；反应电极，所述反应电极设置在第二容器的内部；供电单元，所述供电单元向金属试片和反应电极供电，以从金属试片的一侧向第一液体的内部产氢；第三容器，所述第三容器与第一容器连接，产氢后第一液体的一部分移动到所述第三容器；以及测重单元，所述测重单元测定第三容器的重量。 [0012] 第三容器中可以储存体积相当于氢体积的第一液体的一部分。 [0013] 第一容器可形成有向一侧开放的第一开口，而且可分别设置有注入第一液体的第一注入单元和排出第一液体的一部分的排液单元。 [0014] 第一容器可在与金属试片接触的部分上设置第一密封单元。 [0015] 第二容器可形成有向一侧开放的第二开口，而且可设置有注入第二液体的第二注入单元。 [0016] 第二容器可在与金属试片接触的部分上设置第二密封单元。 [0017] 第二容器上可设置第二液体超过预定高度就向外排出的溢流管。 [0019] 发明效果 [0021] 图1是示意性地示出本发明一实施例的金属中氢扩散系数测定装置的主要部分立体图。 [0022] 图2是示意性地示出图1的金属中氢扩散系数测定装置的主要部分剖视图。 具体实施方式[0023] 下面，参照附图对本发明的实施例进行详细说明，以便所属领域的技术人员能够容易实施本发明。但，本发明可采用各种不同方式实施，不限于在此说明的实施例。为了清楚地说明本发明，在附图中省略了与说明无关的部分，在通篇说明书中对相同或类似的构件采用了相同的附图标记。 [0024] 图1是示意性地示出本发明一实施例的金属中氢扩散系数测定装置的主要部分立体图，图2是示意性地示出图1的金属中氢扩散系数测定装置的主要部分剖视图。 [0025] 如图1及图2所示，本发明一实施例的金属中氢扩散系数测定装置100包括：第一容器10，所述第一容器10形成有第一储存空间13，其内部储存第一液体11；第二容器20，所述第二容器20设置在第一容器10的上方且形成有第二储存空间23，其内部储存第二液体21；金属试片40，所述金属试片40设置在第一容器10和第二容器20之间且设置成一面接触第一液体11而另一面接触第二液体21；反应电极30，所述反应电极30设置在第二容器20的第二储存空间23的内部；供电单元50，所述供电单元50向金属试片40和反应电极30供电，以从金属试片40的一侧向第一液体11的内部产氢；第三容器60，所述第三容器60与第一容器10连接，产氢后第一液体11的一部分移动到所述第三容器60；以及测重单元70，所述测重单元70测量第三容器60的重量。 [0026] 第一容器10可设置成上部开放的状态。即，第一容器10中形成有储存第一液体11的第一储存空间13，第一储存空间13的上方可设置成开放的状态。 [0027] 储存在所述第一容器10的第一储存空间13的第一液体11是常温下氢溶解度小的液体，本实施例中可使用蒸馏水或甘油。 [0028] 如上所述，第一液体11使用蒸馏水或甘油等常温下氢溶解度小的液体，通过金属试片后释放出来的氢可包含在第一液体11的内部。对此，在下面进一步详细地予以说明。 [0029] 第一容器10上可设置用于向第一储存空间13注入第一液体11的第一注入单元15。 [0031] 所述第一容器10的上方设置第二容器20。 [0032] 第二容器20设置在第一容器10的上方且形成为具有与第一容器10相同或类似的大小，所述第二容器20的内部可形成第二储存空间23。这种第二储存空间23中储存第二液体21。 [0033] 第二液体21可使用电解液。如上所述，第二液体21使用电解液是为了在电源施加到下述的反应电极30时使氢容易产生。对此，在下面进一步详细地予以说明。 [0034] 第二容器20上可设置用于注入第二液体21的第二注入单元25。 [0035] 第二注入单元25可设置成朝第二容器20的上方突出与第二储存空间23连通。因此，第二液体21可通过第二注入单元25注入到第二储存空间23的内部。这种第二注入单元25可通过开关阀选择性地进行开关。 [0036] 这种第二容器20的内部可设置反应电极30。另外，第二容器20上可设置溢流管27，以在第二液体21填充于第二储存空间23达到预定高度以上时向外排出。 [0037] 通过供电单元50的启动，反应电极30可在第二容器20的内部对第二液体21施加电刺激以产氢。如上所述，随着反应电极30的工作在第二容器20的内部产生的氢可通过金属试片40进入到第一容器10的内部。 [0038] 金属试片40设置在第一容器10和第二容器20之间，并且可设置成一面接触第一液体11而另一面接触第二液体21。 [0039] 也就是说，金属试片40可设置成分隔第一容器10和第二容器20的第一储存空间13和第二储存空间23的相连部分。在第一容器和金属试片40之间的部分以及第二容器20和金属试片40之间的部分上分别可设置密封单元41。 [0040] 密封单元41可包括设置在第一容器10和金属试片40之间的第一密封单元41a以及设置在第二容器20和金属试片40之间的第二密封单元41b。因此，密封单元41可稳定地进行密封以免第一液体11及第二液体21泄漏到外部。 [0041] 金属试片40为导电性材料，可连接在供电单元50而起到阴极功能。并且，设置在第二容器20的第二储存空间23内部的反应电极30可连接在供电单元50而起到阳极功能。 [0042] 如上所述，隔着金属试片40第一液体11和第二液体21接触于金属试片40的两面，通过供电单元50的启动在电解液即第二液体21中产生的氢会扩散到金属试片40的内部。接着，氢扩散到金属试片40的内部后，可朝第一容器10的第一液体11方向释放出来。 [0043] 如上所述，氢释放到第一容器10的内部时，释放到第一容器10内部的氢为分子形式，在第一液体11的内部会产生氢气泡。因为氢气泡释放到第一容器10的内部，所以第一液体11会排出到第一容器10的外部，排出的量相当于氢气泡体积。从第一容器10排出的第一液体11可通过排液管61储存到第三容器60。 [0044] 第三容器60位于远离第一容器10的下方，可选择性地储存通过排液管61排出的第一液体11。在本实施例中例示出了第三容器60设置在第一容器10的下方，但并不局限于此，也可以适当地改变位置，第三容器60的液面比第一容器10的液面位于下方即可。在使排液管61的端部位于第三容器60内部的状态下打开排液阀，通过第一注入单元将第一液体加入到第三容器60，在排液管61的端部没入第三容器60的第一液体的状态下，实施供电就能进行氢渗透实验。 [0045] 排液管61上设置排液阀61a，随着排液阀61a被打开，第一容器10的第一液体11可移动到第三容器60。 [0046] 也就是说，排液阀61a被打开时，若通过第一注入单元15加入第一液体11，则第一液体11被通过金属试片40产生的氢气泡所产生的压力从第一容器10的内部通过排液管61挤出而进入到第三容器60。 [0047] 另外，第三容器60通过测重单元70可在第一液体11被储存的状态下进行重量测定。 [0048] 测重单元70设置在第三容器60的下方，可实时测定第三容器60的重量，从而可以确认第一液体11从第一容器10排出到第三容器60的量。因此，可测定氢通过金属试片40按时间排出到第一容器10内部的量，从而可以测定金属的氢渗透率。 [0049] 如上所述，本发明的金属中氢扩散系数测定装置100测定通过金属试片40的氢的渗透率，以此可准确地测定金属中氢扩散系数。 [0051] 符号说明 [0052] 10：第一容器 11：第一液体 [0053] 13：第一储存空间 15：第一注入单元 [0054] 15a：开关阀 20：第二容器 [0055] 21：第二液体 23：第二储存空间 [0056] 25：第二注入单元 27：溢流管 [0057] 30：反应电极 40：金属试片 [0058] 50：供电单元 60：第三容器 [0059] 61：排液管 61a：排液阀 [0060] 70：测重单元 |
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