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中子反射谱仪增加原位气氛腐蚀测量能力

作者: 来源: 访问: 时间:2018-9-7

  金属材料的化学腐蚀问题是当前研究的热点问题,具有非常重要的应用价值。在实际空气环境中,金属结构件主要面临着氢气引起的氢化腐蚀和氧气引起的氧化腐蚀。其中氧化腐蚀通常为层状腐蚀,会在金属表面形成氧化腐蚀层,减小金属部件的有效承载面积,并在腐蚀层内形成大量微裂纹,从而影响其力学性能。中子反射技术可有效研究氧气及氢氧共混条件下金属表面氧化层的特征结构,包括其化学组成、薄膜厚度及界面粗糙度等。通过不同材料处理工艺、不同存储环境下材料氧化规律的研究,有助于金属结构部件的材料改性及存储环境优化,对实际工业应用具有重要意义。

  2017年12月在中子反射谱仪上设计并建造了原位腐蚀测量环境系统,该系统包含三个不同气氛真空腐蚀腔、四维运动平台和真空及充放气系统三个部分,如图1所示。整套系统可实现单路及双路混合气氛腐蚀条件控制,腐蚀气体最大压力可达0.3 MPa。实验过程中,通过四维运动平台的平动及转动实现中子束准直和不同入射角度控制。此套系统已应用于金属镝表面氧化腐蚀测量,成功得到了其氧化层的厚度及界面粗糙度信息(如图2所示)。


图1原位腐蚀反射测量系统实物图


图2 Dy金属氧化实验及拟合反射率曲线(左)和拟合得到散射长度密度分布图(右)

  

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文章录入:余泳 责任编辑:余泳
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