专利名称：液态介质静态腐蚀实验装置与方法
技术领域：
本发明涉及一种适用于液态介质的静态腐蚀实验的装置与方法，可以应用于工 业研究领域。
背景技术：
在高温环境中，材料与液态介质接触可能会导致材料腐蚀、损坏或性能退化。 材料高温服役性能的优劣是材料研究面临的关键问题之一，在现代科学技术和工程 中占有重要地位，特别是对航空、航天、能源、动力、石油化工等高科技和工业领 域的发展尤为重要。随着代表当今尖端科学技术的航天、核能等工程技术的发展， 必然要求解决材料的高温腐蚀问题。例如，对于核工业领域等先进能源工业，液态 金属经常作为冷却剂、增殖剂在各种反应堆中得以广泛应用，其与反应堆结构材料 的相容性问题与反应堆的安全性息息相关，所以核工业的发展更离不开耐高温、耐 液态介质腐蚀的工程材料。由此可见，材料在液态介质中的腐蚀问题是工业发展过 程中亟待解决的关键问题之一。由于材料在液态介质中的腐蚀实验一般周期较长， 且腐蚀过程中可能释放大量的热量与气体都会影响装置运行的安全和稳定性，所以 相关腐蚀实验的开展还存在一定技术难点，如同时满足与液态介质相容性好且可在 高温高压下连续运行要求的结构材料难以选取，而与液态介质相容较好的材料难以 加工等。因此需要设计一种适用于液态介质的静态腐蚀实验装置与方法，以开展材 料在液态介质中腐蚀实验，评估材料在液态介质中的服役寿命，为材料在工业中的 实际应用提供实验依据。
发明内容
本发明提出的一种液态介质静态腐蚀实验装置与方法，满足材料在真空或者惰 性气体保护氛围下在高温且腐蚀性强的液态介质中进行密封静态实验，具有结构简 单、成本低、易于操作等优点。本发明的技术方案如下
一种液态介质静态腐蚀实验装置，其特征在于包括有密封的箱体，所述的箱 体由外壳与内衬层构成，外壳采用耐高温高压的结构材料，外壳内有内衬层，箱体 中部固定有多孔隔板，所述的内衬层与多孔隔板采用与内置的腐蚀实验介质相容性 好的材料；箱体内放置有腐蚀实验介质及实验样品。
所述的液态介质静态腐蚀实验装置，其特征在于所述的箱体上设有气体管道。
所述的液态介质静态腐蚀实验装置，其特征在于所述的结构材料是指可在 高温氧化性氛围下承受一定压力的合金材料，所述的内衬层与多孔隔板的材料是指 在液态的腐蚀实验介质中为惰性的材料。
所述的液态介质静态腐蚀实验装置，其特征在于多孔隔板通过焊接或机械连 接方式固定在内衬层的内壁。
所述的液态介质静态腐蚀实验方法，其特征在于
(1) 、实验前，若腐蚀实验介质在常温下以固态的形式存在，即腐蚀实验介质 熔点在室温以上，则将实验样品置于多孔隔板下方的箱体内，而腐蚀实验介质置于 多孔隔板的上端；所述的箱体与气体管道连接，对箱体抽真空并由气体系统充入高 纯惰性保护气氛；
实验时，对箱体加热，使腐蚀实验介质熔化，则腐蚀实验介质从多孔隔板流入 下方箱体内，实现实验样品在腐蚀实验介质中浸泡；加热至实验设定温度，开展腐 蚀试验。
(2) 、实验前，如果腐蚀实验介质熔点低于室温，则将实验样品和腐蚀实验介 质均置于多孔隔板下方的箱体内，实验样品浸泡于腐蚀实验介质中；所述的箱体与 气体管道连接，对箱体抽真空并由气体系统充入高纯惰性保护气氛；
实验时，对箱体加热至实验设定温度，开展腐蚀试验。
(3) 、实验结束后，将箱体倾斜，便于腐蚀实验介质经过多孔隔板流回另一侧 箱体内，实现腐蚀实验介质与实验样品的分离；待箱体缓慢冷却至常温后，取出实
验样品，进行实验后研究分析。
本发明箱体外壳采用全焊接密封，箱体顶端焊有气体管道，可实现真空或惰性
气氛保护；内衬与中间隔板层选用与液态腐蚀实验介质相容性好的同种材料加工而 成，根据材料特性，多孔隔板层可通过焊接(如金属材料等)或机械连接(如陶瓷及其它非金属材料等)等方式固定在内衬的内壁。
多孔隔板的孔洞大小与分布状态可由实验样品和液态介质的特性决定。 本发明适用于工业领域中广泛应用的各种液态介质，装置外壳选用耐高温高压 的结构材料加工而成，而内衬材料与内置隔板层则选用与液态介质相容性好的材料， 避免了液态金属与外壳材料接触产生腐蚀，既保证了装置在高温高压下长期运行的 安全性，也同时解决了装置结构材料在腐蚀性液态介质中的失效问题，满足材料在 真空或者惰性气氛下在高温且腐蚀性强的液态介质中进行密封静态实验，具有结构 简单、成本低、易于操作等优点。
图1为本发明实验装置实验时工作原理图。
图2为本发明实验装置实验结束后分离原理图。
具体实施方式
液态介质静态腐蚀实验装置，包括有密封的箱体l，所述的箱体l由密封焊接
的外壳2与内衬层3构成，外壳2采用耐高温氧化的310S合金，外壳有内衬层3， 箱体1中部固定有多孔隔板4，内衬层3与隔板4材料选用与液态金属锂铅相容性 较好的难熔金属钼。内衬层3与隔板4可通过机械连接的方式固定于外壳2内部， 通过与箱体相连的气体系统对箱体1进行真空处理，并充入高纯惰性氩气。
本实验装置可用于开展材料在液态金属锂铅中的腐蚀实验。
实验前，由于锂铅合金铸锭室温下为固态，因此将锂铅合金铸锭5置于多孔隔 板4的上端，而实验样品6置于多孔隔板4的下方。
实验过程中，通过精密控温仪表，对箱体1进行缓慢加热至锂铅合金熔点(235 °C)之上后，熔化后的液态金属锂铅通过多孔隔板4流入多孔隔板4下端，最终实 现实验样品6浸泡在液态金属锂铅中。
实验结束后，箱体1整体倒转180°，液态金属锂铅通过多孔隔板4缓慢流入隔 板4的另一侧空间，实现液态金属锂铅与实验样品6的分离。待箱体1缓慢冷却至 常温后，对箱体外壳2和内衬层3沿中间隔板附近处进行切割，完成取样。对于液 态金属锂铅相关实验研究，该装置与实验方法使用温度可达IOO(TC以上。
权利要求
1、一种液态介质静态腐蚀实验装置，其特征在于包括有密封的箱体，所述的箱体由外壳与内衬层构成，外壳采用耐高温高压的结构材料，外壳内有内衬层，箱体中部固定有多孔隔板，所述的内衬层与多孔隔板采用与内置的腐蚀实验介质相容性好的材料；箱体内放置有腐蚀实验介质及实验样品。
2、 根据权利要求1所述的液态介质静态腐蚀实验装置，其特征在于所述的箱体上 设有气体管道。
3、 根据权利要求1所述的液态介质静态腐蚀实验装置，其特征在于所述的结构材 料是指可在高温氧化性氛围下承受一定压力的合金材料，所述的内衬层与多孔 隔板的材料是指在液态的腐蚀实验介质中为惰性的材料。
4、 根据权利要求1所述的液态介质静态腐蚀实验装置，其特征在于多孔隔板通过 焊接或机械连接方式固定在内衬层的内壁。
5、 根据权利要求1-之一所述的液态介质静态腐蚀实验方法，其特征在于(1) 、实验前，若腐蚀实验介质在常温下以固态的形式存在，即腐蚀实验介质 熔点在室温以上，则将实验样品置于多孔隔板下方的箱体内，而腐蚀实验介质置于 多孔隔板的上端；所述的箱体与气体管道连接，对箱体抽真空并由气体系统充入高 纯惰性保护气氛；实验时，对箱体加热，使腐蚀实验介质熔化，则腐蚀实验介质从多孔隔板流入 下方箱体内，实现实验样品在腐蚀实验介质中浸泡；加热至实验设定温度，开展腐 蚀试验；(2) 、实验前，如果腐蚀实验介质熔点低于室温，则将实验样品和腐蚀实验介 质均置于多孔隔板下方的箱体内，实验样品浸泡于腐蚀实验介质中；所述的箱体与 气体管道连接，对箱体抽真空并由气体系统充入高纯惰性保护气氛；实验时，对箱体加热至实验设定温度，开展腐蚀试验；(3) 、实验结束后，将箱体倾斜，便于腐蚀实验介质经过多孔隔板流回另一侧 箱体内，实现腐蚀实验介质与实验样品的分离；待箱体缓慢冷却至常温后，取出实 验样品，进行实验后研究分析。
全文摘要
本发明提出了一种可在工业领域广泛应用的液态介质静态腐蚀实验装置与方法。包括有箱体，箱体为双层密封结构，外壳选用耐高温高压的结构材料，内衬层及多孔隔板均选用与液态介质相容性好的材料，连接于内衬的多孔隔板是为了便于实验前后通过对装置整体进行一定角度的倾斜以实现液态介质与实验样品的接触或分离。这种双层密封结构和内置隔板结构的优势在于既保证了装置运行的密封性和安全性，又避免了因实验容器与液态介质接触因其本身的腐蚀而导致实验结果出现偏差的问题。因此，该装置具有结构简单、成本低、易于操作等优点。
文档编号G01N17/00GK101592587SQ20091014408
公开日2009年12月2日 申请日期2009年7月10日 优先权日2009年7月10日
发明者朱志强, 胜 高, 黄群英 申请人:中国科学院等离子体物理研究所