专利汇可以提供淬火过程中固-液接触表征的电化学阻抗实验系统及其方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种应用于淬火过程中固‑液 接触 表征的电化学阻抗实验系统及其方法。所述系统由:电动执行器、外装载 铜 管、试样、高温管式加热炉、管式炉 控制器 、辅助 电极 、淬火池、淬火 冷却液 、平板加热台、电化学工作站、计算机、高温参比电极组成。本发明通过采用由高温参比电极,辅助电极,和试样在淬火冷却液中所组成的三电极体系,基于电化学阻抗数据的固‑液接触计算方法,能够在一定 精度 范围内推算整个试样表面如汽膜 覆盖 率等的关键固‑液接触参数,并能够以此评价不同试样的热流 密度 ,判断淬火冷却速率。这对于淬火工况和淬火表面结构的设计具有指导意义。系统结构布置简单,表征测量操作方便,结果直观明了,对于试样的形状包容性良好。,下面是淬火过程中固-液接触表征的电化学阻抗实验系统及其方法专利的具体信息内容。
1.一种应用于淬火过程中固-液接触表征的电化学阻抗实验系统,其特征在于所述系统包括电动执行器(1)、外装载铜管(2)、试样(3)、高温管式加热炉(4)、管式炉控制器(5)、辅助电极(6)、淬火池(7)、淬火冷却液(8)、平板加热台(9)、电化学工作站(10)、计算机(11)、高温参比电极(12);
其中,电动执行器(1)与外装载铜管(2)上端固定相连,外装载铜管(2)的下端与试样(3)相连,试样(3)在初始状态下位于高温管式加热炉(4)内;高温管式加热炉(4)受管式炉控制器(5)反馈控制;高温管式加热炉(4)位于淬火池(7)正上方;通过电动执行器(1)可控制试样(3)的升降;
辅助电极(6)与高温参比电极(12)底部均浸入淬火池(7)中的淬火冷却液(8)中,辅助电极(6)与高温参比电极(12)分布在淬火池(7)的两侧,辅助电极(6)、高温参比电极(12)、试样(3)分别通过导线与电化学工作站(10)相连并传送电位信号;淬火池(7)设置在平板加热台(9)上;
电动执行器(1)、电化学工作站(10)均与计算机(11)相连,向计算机(11)传输电化学参数测量结果。
2.根据权利要求1所述的一种应用于淬火过程中固-液接触表征的电化学阻抗实验系统,其特征在于,淬火冷却液(8)作为电化学工作站(10)的电解液完成电化学参数的测量,其溶解盐浓度为0.001mol/L。
3.根据权利要求1所述的一种应用于淬火过程中固-液接触表征的电化学阻抗实验系统,其特征在于,辅助电极(6)采用铂电极,高温参比电极(12)采用银/氯化银电极参比电极,淬火池为石英玻璃质。
4.根据权利要求1所述的一种应用于淬火过程中固-液接触表征的电化学阻抗实验测试方法,其特征在于:
开启平板加热台(9)加热淬火冷却液(8),通过管式炉控制器(5)开启高温管式加热炉(4)将被测试样(3)加热至淬火的初始温度;初始温度均由测量工况决定;
完成准备工作后,电化学工作站(10)开始采集的数据,实时记录电化学阻抗数据;
通过计算机控制电动执行器使得高温管式加热炉中加热的试样下降,并完全浸入淬火池中的淬火冷却液液面进行淬火,电化学工作站(10)实时采集数据;
淬火结束后停止电化学工作站的数据采集,并将数据保存至计算机中;此后通过计算机控制电动执行器将试样升至高温管式加热炉中,以便再次测量;
假设淬火过程中的汽膜覆盖率是γ,汽泡或汽膜等效电容的电容值为Cb和角频率为ω,二者的乘积ωCb由汽膜完全包裹表面的膜态沸腾阶段计算得到;冷却液在与试样表面的接触过程中会形成界面阻抗Z0,在汽膜间的裂隙中填充的电解液和汽膜层外的电解液可以分别被等效为电阻Re0和Re;界面阻抗Z0和填充的电解液电阻Re0之和Z0+Re0由冷却液完全润湿表面时测量得到;因此我们就可以得到系统的电化学阻抗表达式为:
由于旨在测量试样表面的固液接触情况,在保持淬火冷却液所含电解质浓度和成分不变的前提下,外部电解液的电阻可以不被考虑,表面的电化学阻抗表达式简化为:
通过电化学工作站(10)测量得到的简化后的表面附近电化学阻抗Z′能够反求解汽膜覆盖率γ,从而得知淬火过程表面的固-液接触情况。
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