CN220367188U - 一种金属材料交变磁场腐蚀实验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种金属材料交变磁场腐蚀实验装置，包括：电磁铁，电磁铁的内部设有容纳空间；设置在容纳空间内的腐蚀实验容器，腐蚀实验容器内灌注有腐蚀溶液；放置在腐蚀溶液中的待测试电极，待测试电极与腐蚀测试设备相连。由于仅由单电磁铁构成，且腐蚀实验容器设置在电磁铁的内部容纳空间，不仅能够提供稳定的交变磁场，同时造价经济，能耗较低。
Description
技术领域
本实用新型涉及金属材料实验技术领域，尤其涉及一种金属材料交变磁场腐蚀实验装置。
背景技术
随着我国科技快速发展，机场、高压变电站等特殊地区产生的电磁波对通信和网络的干扰越加严重，大量通讯电缆产生的电磁波也会对周围环境造成影响。金属材料的腐蚀会显著降低金属材料的强度、塑性、韧性等力学性能，破坏金属构件的几何形状，增加零件间的磨损，恶化电学和光学等物理性能，缩短设备的使用寿命，甚至造成火灾、***等灾难性事故。而服役在磁场中的材料，电磁场的加入会改变金属构件腐蚀时离子运动与物质交换规律，导致腐蚀过程变得更加复杂。磁场对金属腐蚀过程中的作用仍存在很多未解决的科学问题，因此需要科研工作者继续探索磁场环境下金属与腐蚀介质之间的传质特点与作用规律。
目前而言，相关研究大多局限于静态均匀磁场，主要是通过永磁铁获得单向磁场，研究单向磁场对金属材料腐蚀的影响规律。而对于交变磁场对金属腐蚀影响的测试，目前存在的交变磁场发生装置多以双调电磁铁为主，这种装置具有磁场方向性好的特点。但是为了获得较强的磁场，两个电磁铁之间的间距较小，这对在其中测试的试样、腐蚀溶液容器的尺寸均有较高的要求，同时双调电磁铁由于具有两个电磁铁，造价较贵，能耗较高。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。
实用新型内容
本实用新型的目的是：提供一种金属材料交变磁场腐蚀实验装置，能够提供稳定的交变磁场，同时造价经济，能耗较低。
为了达到上述目的，本实用新型提供一种金属材料交变磁场腐蚀实验装置，包括：
电磁铁，电磁铁的内部设有容纳空间；
设置在容纳空间内的腐蚀实验容器，腐蚀实验容器内灌注有腐蚀溶液；
放置在腐蚀溶液中的待测试电极，待测试电极与腐蚀测试设备相连。
优选地，电磁铁的外部设置有冷却层。
优选地，冷却层设置有进水管和出水管。
优选地，冷却层的外部设置有保护屏蔽层。
优选地，容纳空间内还设置有磁场强度检测单元。
优选地，磁场强度检测单元为特斯拉计。
优选地，腐蚀实验容器的底部设置有样品台。
优选地，样品台的材质为石英玻璃。
优选地，腐蚀实验容器为烧杯。
优选地，该装置还包括与电磁铁相连的外界电源。
本实用新型至少具有以下有益效果：
本实用新型通过电磁铁提供稳定的交变磁场，电磁铁的内部设有容纳空间，容纳空间内设置腐蚀实验容器，腐蚀实验容器内灌注有腐蚀溶液，将待测试电极放置在腐蚀溶液中，并将待测试电极与腐蚀测试设备相连，电磁铁通电后，即可实现金属材料交变磁场腐蚀实验，由于仅由单电磁铁构成，且腐蚀实验容器设置在电磁铁的内部容纳空间，不仅能够提供稳定的交变磁场，同时造价经济，能耗较低。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例中金属材料交变磁场腐蚀实验装置的结构示意图；
图2为本实用新型实施例中待测试电极在第一种交变磁场条件下的极化曲线图；
图3为本实用新型实施例中待测试电极在第二种交变磁场条件下的极化曲线图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本实用新型实施例提供一种金属材料交变磁场腐蚀实验装置，请参阅图1，该金属材料交变磁场腐蚀实验装置包括：
电磁铁1，电磁铁1的内部设有容纳空间；
设置在容纳空间内的腐蚀实验容器2，腐蚀实验容器2内灌注有腐蚀溶液3；
放置在腐蚀溶液3中的待测试电极4，待测试电极4与腐蚀测试设备相连。
本实用新型实施例中，电磁铁1为由绝缘皮包裹铜线11缠绕而成的螺线圈层，其内部设有容纳空间，电磁铁1通电后，即可在其内部容纳空间内提供稳定的交变磁场。其中，铜线11的直径、长度及所绕圈数可以根据电磁铁1所需提供的最大磁场及频率共同决定。该电磁铁1内部的容纳空间内设置有腐蚀实验容器2，腐蚀实验容器2内灌注有腐蚀溶液3，其中，腐蚀溶液3可以是化学腐蚀溶液或熔盐，如氯化钠，也可以是液态合金，如铅铋合金等。可以理解，腐蚀实验容器2的尺寸小于电磁铁1内部的容纳空间的尺寸，且由于单电磁铁结构，其内部容纳空间的尺寸相对较大，可以进行大尺寸样品的测试。待测试电极4由待测试的金属材料制成，将待测试电极4放置在腐蚀溶液3中，并将待测试电极4与腐蚀测试设备（未示出）相连，电磁铁通电后，即可实现金属材料交变磁场腐蚀实验。其中，腐蚀测试设备可以是电化学工作站。
以上可知，本实用新型实施例提供的金属材料交变磁场腐蚀实验装置，通过电磁铁提供稳定的交变磁场，电磁铁的内部设有容纳空间，容纳空间内设置腐蚀实验容器，腐蚀实验容器内灌注有腐蚀溶液，将待测试电极放置在腐蚀溶液中，并将待测试电极与腐蚀测试设备相连，电磁铁通电后，即可实现金属材料交变磁场腐蚀实验，由于仅由单电磁铁构成，且腐蚀实验容器设置在电磁铁的内部容纳空间，不仅能够提供稳定的交变磁场，同时造价经济，能耗较低。
作为本实用新型优选的实施例，电磁铁1的外部设置有冷却层5。在实验过程中，由于绝缘皮包裹的铜线11通电后容易发热，导致短时间内设备短路烧毁，通过冷却层5对电磁铁1进行冷却，可以延长该实验装置的使用时间。
进一步地，上述实施例中，冷却层5设置有进水管51和出水管52。其中，进水管51与外界水源相连，出水管52与外界排水处相连。通过进水管51将冷却水引入冷却层5，冷却水在冷却层5中流动，对电磁铁1进行冷却，然后通过出水管52排出。
作为本实用新型优选的实施例，冷却层5的外部设置有保护屏蔽层6。其中，保护屏蔽层6的内部填充具有屏蔽作用的填充物，用来保护磁场对设备外环境的影响，并起到进一步绝缘的作用。
作为本实用新型优选的实施例，容纳空间内还设置有磁场强度检测单元7。在实验过程中，需要测试待测试电极4在不同磁场频率及不同磁场强度下的腐蚀速率，通过改变电磁铁1的通电电流，即可调整所需的交变磁场频率及强度。其中，磁场强度检测单元7可以检测电磁铁1内部容纳空间内的磁场强度。
具体实施时，磁场强度检测单元7为特斯拉计，优选采用数显特斯拉计。
作为本实用新型优选的实施例，腐蚀实验容器2的底部设置有样品台8，样品台8可以用于放置腐蚀实验容器2。可以理解，样品台8的尺寸同样小于电磁铁1内部的容纳空间的尺寸。
进一步地，上述实施例中，样品台8的材质为石英玻璃。由于石英玻璃的化学稳定性较好，在腐蚀实验中不会参与化学反应，可以防止对实验结果产生干扰。
作为本实用新型优选的实施例，腐蚀实验容器2为烧杯。
作为本实用新型优选的实施例，该装置还包括与电磁铁相连的外界电源9，外界电源9用于为电磁铁1提供所需的通电电流。
为了验证本实用新型实施例提供的金属材料交变磁场腐蚀实验装置的有效性，下面结合具体的实施例进行说明。
请参阅图2和图3，图2为本实用新型实施例中待测试电极在第一种交变磁场条件下的极化曲线图；图3为本实用新型实施例中待测试电极在第二种交变磁场条件下的极化曲线图。其中，待测试电极采用Al-3.0Mg合金，图2中交变磁场条件为0T/0Hz、0.010T/40Hz、0.035T/40Hz、0.060T/40Hz，图3中交变磁场条件为0T/0Hz、0.035T/40Hz、0.035T/50Hz、0.035T/60Hz。可以看出，交变磁场能够降低Al-3.0Mg合金的腐蚀速率，且交变磁场的磁场强度越强，Al-3.0Mg合金的腐蚀速率略有升高；交变磁场的磁场频率越强，Al-3.0Mg合金的腐蚀速率越低。
本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种金属材料交变磁场腐蚀实验装置，其特征在于，包括：
电磁铁，所述电磁铁的内部设有容纳空间；
设置在所述容纳空间内的腐蚀实验容器，所述腐蚀实验容器内灌注有腐蚀溶液；
放置在所述腐蚀溶液中的待测试电极，所述待测试电极与腐蚀测试设备相连。
2.根据权利要求1所述的金属材料交变磁场腐蚀实验装置，其特征在于，所述电磁铁的外部设置有冷却层。
3.根据权利要求2所述的金属材料交变磁场腐蚀实验装置，其特征在于，所述冷却层设置有进水管和出水管。
4.根据权利要求2所述的金属材料交变磁场腐蚀实验装置，其特征在于，所述冷却层的外部设置有保护屏蔽层。
5.根据权利要求1所述的金属材料交变磁场腐蚀实验装置，其特征在于，所述容纳空间内还设置有磁场强度检测单元。
6.根据权利要求5所述的金属材料交变磁场腐蚀实验装置，其特征在于，所述磁场强度检测单元为特斯拉计。
7.根据权利要求1所述的金属材料交变磁场腐蚀实验装置，其特征在于，所述腐蚀实验容器的底部设置有样品台。
8.根据权利要求7所述的金属材料交变磁场腐蚀实验装置，其特征在于，所述样品台的材质为石英玻璃。
9.根据权利要求1所述的金属材料交变磁场腐蚀实验装置，其特征在于，所述腐蚀实验容器为烧杯。
10.根据权利要求1所述的金属材料交变磁场腐蚀实验装置，其特征在于，还包括与电磁铁相连的外界电源。
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