一种金属中微观氢分布及氢偏聚激活能的测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及金属腐蚀研究领域，旨在提供一种金属中微观氢分布及氢偏聚激活能的测试装置及方法。该装置包括中空的样品台，其内部空腔通过管路连接至换热系统；扫描管的顶端固定连接样品台的下侧，片状的待测样品固定装于样品台上表面；仅在底部开口的透光有机玻璃制成的环境箱放置于待测样品上，其侧壁的载气进口接至氮气瓶组，载气出口连接至质谱仪；激光系统的激光发射器位于环境箱上方，探针通过压电陶瓷装于环境箱内部，控制器通过信号线分别连接至激光系统、扫描管、质谱仪、压电陶瓷和探针。本发明专利技术可以方便、准确地对金属中微观氢分布及氢偏聚激活能进行测试。与传统方法相比具有空间分辨率高、测试无损、功能齐全、设备简便等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种金属中微观氢分布及氢偏聚激活能的测试装置及方法
本专利技术属于金属腐蚀研究领域，特别涉及一种金属中微观氢分布及氢偏聚激活能测试装置及测试方法。
技术介绍
氢脆是危害高压氢系统安全的重要因素之一，材料的氢脆程度与材料中微观局部氢浓度分布和氢偏聚直接相关。氢在材料中微观组织处(位错、晶界、相界等)的偏聚导致材料微观局部氢浓度升高，进而促进氢致裂纹的产生。氢偏聚激活能是表征氢偏聚程度的重要参数，因此对金属中微观氢分布及氢偏聚激活能的测试研究是揭示氢脆机理且调控材料抗氢脆性能的重要基础。但是，目前缺乏针对金属中微观氢分布测试的有效手段。相关学者也对氢分布测试的方法进行了探索。早期应用较多的方法是氢微观印刷以及氚示踪技术，但是这两种方法只能表征金属中不同位置氢的放出量，而非氢的实时溶解量。二次离子质谱仪技术也被用于氢分布的测试，但是其本质上属于有损测试的范畴，且该装置的空间分辨率等性能有待提高。原子探针层析显微镜技术的空间分辨率较高，但其测试过程中对材料产生的微观损伤使得无法实现微观氢分布的原位连续测试。扫描开尔文力探针是一种基于振动电容的气相环境金属功函数(WorkFunction)的测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属中微观氢分布及氢偏聚激活能的测试装置，包括用于提供载气的氮气瓶组；其特征在于，该装置样品台呈中空的箱形，其内部空腔通过管路连接至换热系统；所述扫描管的顶端固定连接样品台的下侧，片状的待测样品固定装于样品台的水平上表面；仅在底部开口的筒状环境箱由透光有机玻璃制成，其开口侧的端面上设凹槽，凹槽中嵌有O形圈，环境箱放置于待测样品上且通过O型圈实现密封；环境箱的侧壁上设载气进出口，载气进口通过管线连接至氮气瓶组，载气出口通过管线连接至质谱仪；所述激光系统的激光发射器位于环境箱上方，探针通过压电陶瓷装于环境箱内部，激光发射器、探针和扫描管的连线呈竖向；所述控制器通过信号线分别连接至激光系统、扫描...

【技术特征摘要】
1.一种金属中微观氢分布及氢偏聚激活能的测试装置，包括用于提供载气的氮气瓶组；其特征在于，该装置样品台呈中空的箱形，其内部空腔通过管路连接至换热系统；所述扫描管的顶端固定连接样品台的下侧，片状的待测样品固定装于样品台的水平上表面；仅在底部开口的筒状环境箱由透光有机玻璃制成，其开口侧的端面上设凹槽，凹槽中嵌有O形圈，环境箱放置于待测样品上且通过O型圈实现密封；环境箱的侧壁上设载气进出口，载气进口通过管线连接至氮气瓶组，载气出口通过管线连接至质谱仪；所述激光系统的激光发射器位于环境箱上方，探针通过压电陶瓷装于环境箱内部，激光发射器、探针和扫描管的连线呈竖向；所述控制器通过信号线分别连接至激光系统、扫描管、质谱仪、压电陶瓷和探针。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述扫描管具备上下伸缩的结构，上下伸缩范围不小于30μm，扫描管的扫描范围不小于150×150μm。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述样品台由导热金属制造而成，其内部空腔充满热媒，腔壁上设热媒进口和热媒出口。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述待测试样是厚度为0.5～1mm的圆形薄片，其表面平整且经金相抛光处理；待测试样的外直径大于环境箱的最大外直径。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述O型圈是石墨材质的O型圈，环境箱与待测试样之间能实现相对滑动。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述探针的上表面有导电涂层和反光涂层，探针与压电陶瓷紧密贴合。7.一种利用权利要求1所述装置测试金属中微观氢分布及氢偏聚激活能的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)取厚度为0.5～1mm的金属材料，对其表面平整且进行金相抛光处理；切割出两块形状大小相同...

【专利技术属性】
技术研发人员：花争立，郑津洋，顾超华，黄改，崔天成，屈文敏，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33