[发明专利]一种镀层材料氢渗透性能评价方法及其专用双电解池

摘要

本发明涉及材料氢渗透测试技术，具体是一种适用于镀层材料在腐蚀环境中的电化学氢渗透性能测试技术与评价方法及其专用双电解池。本发明提供一种适合研究镀层材料氢渗透行为的子母配套双面电解池，该电解池便于模拟各种材料使用条件并便于氢渗透电流的测量；并且提供一种能够评价带有缺陷镀层材料渗透行为的方法，提供两个评价参数，其中一个根据无外加充氢条件下制作缺陷镀层的渗氢电流密度－时间曲线特征，比较试样活化渗氢开始时间以及稳定渗氢电流密度的大小；另一个外加充氢条件下不同试样等效比例系数的相对大小。本发明具有装置安装方便，操作易行，密封性容易保证，评价方法指标明确，计算简便，可比性强等特点。

主权项

1、一种镀层材料氢渗透性能评价方法，其特征在于包括氢渗透实验和镀层氢渗透评价，具体如下：(1)氢渗透测试实验所用氢渗透试验装置子母配套双电解池，母电解池为用于充氢的腐蚀环境池，子电解池为用于检测氢渗透量的阳极池；所述实验，其步骤为：①将焊上导线的圆形试样一侧打磨至200-800目，用丙酮清洗后干燥，然后封装于子电解池上，打磨侧朝向子电解池内部；②子电解池注入镀镍液，使用0.02-0.2mA/cm2电流密度镀镍3-10分钟，然后清洗；③在0.05-0.4M NaOH溶液中恒电位0.1-0.3V下钝化至电流密度低于0.2μA/cm2；④不同电流密度等级的恒电流充氢条件下，测试三种试样：完整镀层试样、材料基体试样和制作镀层缺陷试样的渗氢电流密度-时间曲线，并测试相对应的过电位；⑤无外加充氢电流条件下测试制作镀层缺陷试样的渗氢电流密度-时间曲线；(2)镀层氢渗透评价根据两个评价参数进行评价，其中一个根据上述实验步骤⑤无外加充氢条件下制作缺陷镀层的渗氢电流密度-时间曲线特征，获得试样活化渗氢开始时间以及稳定渗氢电流密度的数值；活化渗氢开始时间越长，说明镀层越稳定；稳定渗氢电流密度越大，说明镀层破损引起的氢渗透能力越强；另一个为根据公式(1)所计算上述三种试样相应的等效比例系数Keff的相对大小，具体来说是完整镀层试样与钢材基体试样的等效比例系数之比Keff coat/Keff subs以及制作镀层缺陷试样与钢材基体试样的等效比例系数之比Keff def/Keff subs；Keff coat/Keff subs 越小，说明完整镀层的氢渗透抑制能力越强；Keff def/Keff subs越大，说明镀层破损引起氢渗透的能力越强；$i_c{e}^{\mathrm{a\alpha \eta }}=-\frac{i_{\infty }}{K_{\mathrm{eff}}}+b---\left(1\right)$ ic为充氢电流密度；i∞为稳定渗氢电流密度；$a=\frac{F}{\mathrm{RT}};$ 其中，F为法拉第常数，R为气体常数，T为温度；α为迁移系数；η为过电位；b为常数，是iceaαη 对i∞作图，所得截距；Keff coat为完整镀层试样的等效比例系数；Keff subs为材料基体试样的等效比例系数；Keff def为制作镀层缺陷试样的等效比例系数。