一种高温高压水环境下氧化膜破裂应变原位测量系统

1.本发明涉及金属材料高温腐蚀研究技术领域，特别是涉及一种高温高压水环境下氧化膜破裂应变原位测量系统。


背景技术：

2.核电反应堆结构材料长期运行在高温高压腐蚀性水环境中，由金属材料腐蚀引起的结构材料失效问题长期困扰着核电厂的安全运行。在高温腐蚀环境下，金属材料的表面会生成一层连续的氧化膜，氧化膜的完整性是决定材料腐蚀抗力的关键因素。
3.然而，在外部复杂载荷的影响下，氧化膜会发生破裂，导致膜层下方材料基体暴露在腐蚀介质中，引起基体材料的进一步腐蚀，最终可能发展成裂纹而引起结构材料的开裂失效。
4.因此，氧化膜保护性取决于其力学性质，对氧化膜破裂应变的精准测量是评估氧化膜保护性的基础。
5.通常，核电反应堆结构材料的氧化膜较薄，并且粘附在金属基体表面形成复合体，环境为高温高压腐蚀性水环境，因此，氧化膜破裂行为的测量技术与常规薄膜存在很大差异，很难对其进行原位精准测量。
6.针对高温高压腐蚀性水环境下的金属表面氧化膜力学性质测量，现有测量技术主要采用非原位表征手段，即在采用腐蚀浸泡的方法获取包含氧化膜的金属试样，随后将包含氧化膜的金属试样从腐蚀介质中取出，通过微悬臂梁断裂测试装置或者纳米压痕测量装置在真空或室温环境下离位测量氧化膜的应力-应变曲线，并通过数值模拟方式对其进行修正，最终获得氧化膜的破裂应力或应变。
7.然而，这些离位测试方法存在较多弊端：(1)包含氧化膜的金属试样需要从腐蚀环境中取出后再进行测量，期间样品经历了降温和空气暴露等过程，表面氧化膜的物理化学性质可能发生改变，最终影响其力学测量结果；(2)材料在实际服役过程中表面氧化膜的破裂是在高温腐蚀性水环境下发生的，离位测量的环境通常为室温或真空环境，无法同步反映氧化膜在高温腐蚀性水环境下的破裂行为；(3)氧化膜的尺度较小，离位测量方法、如微悬臂梁断裂测试装置和纳米压痕测量装置属于高分辨表征技术，并且实验结果往往依赖于数值模拟的修正，整体的时间成本和费用成本较高，技术难度较大，门槛较高。
8.因此，迫切需要设计制作一种适合高温高压腐蚀性水环境下测量氧化膜破裂应变的原位方法和技术，期望能够以较低的成本和测量门槛，精确测量氧化膜的破裂应变，以满足反应堆结构材料在高温高压腐蚀性水环境下的腐蚀失效研究工作的需要。


技术实现要素：

9.本发明的目的是提供一种高温高压水环境下氧化膜破裂应变原位测量系统，以解决现有技术存在的问题，解决现有技术无法在高温高压腐蚀水环境下实现原位测量、测量成本高、测量精度低、技术难度大、周期长等一系列问题。
10.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种高温高压水环境下氧化膜破裂应变原位测量系统，包括：
11.由釜体和釜盖通过螺栓连接组成的高压釜；所述高压釜内设置为高温高压腐蚀性水环境；
12.加载部，所述加载部设置在所述高压釜内，所述加载部包括上加载机构和下加载机构，所述上加载机构和所述下加载机构之间设置有用于夹持拉伸试样的试样安装组件；所述下加载机构贯穿所述高压釜且传动连接有拉伸机构；
13.测量部，所述测量部包括电化学工作站，所述电化学工作站用于测量拉所述伸试样和高温高压辅助电极之间的电流值和电压值，所述电化学工作站还用于测量所述拉伸试样和高温高压参比电极之间的电流值和电压值。
14.优选的，所述上加载机构包括加载支撑框架，所述加载支撑框架设置在所述高压釜内，所述加载支撑框架的顶部贯穿设置有加载上连接杆，所述加载上连接杆的顶部通过加载上紧固件固定，所述加载上连接杆的底部与所述试样安装组件的顶部通过螺纹连接。
15.优选的，所述下加载机构包括加载下拉伸杆，所述加载下拉伸杆的贯穿所述高压釜的底部，且所述加载下拉伸杆通过下拉伸杆贯穿件与所述高压釜密接，所述加载下拉伸杆的顶部与所述试样安装组件的底部通过螺纹连接，所述加载下拉伸杆的底部贯穿所述下拉伸杆贯穿件后与所述拉伸机构固接。
16.优选的，所述拉伸机构包括压力平衡连接框，所述压力平衡连接框内滑动连接有压力平衡杆连接头，所述压力平衡连接框的顶部与所述下拉伸杆贯穿件通过螺纹连接，所述压力平衡连接框的底部通过螺纹连接有压力平衡下腔室，所述压力平衡下腔室内贯穿设置有压力平衡推杆，所述压力平衡推杆的顶部贯穿所述压力平衡连接框且与所述压力平衡杆连接头通过螺纹连接，所述加载下拉伸杆的底部与所述压力平衡杆连接头的顶部通过螺纹连接，所述压力平衡下腔室的底部通过拉伸机接头与固接有伺服拉伸机，所述拉伸机接头顶面周向等间距贯穿设置有若干拉杆，且所述拉杆与所述拉伸机接头固接，所述拉杆的顶部向上延伸依次贯穿所述压力平衡下腔室和所述压力平衡连接框后与所述压力平衡杆连接头固接。
17.优选的，所述试样安装组件包括两试样拉伸螺纹头，两所述试样拉伸螺纹头的两相背端分别与所述加载上连接杆和所述加载下拉伸杆通过螺纹连接，两试样拉伸螺纹头的两相对端内壁均开设有螺纹槽，所述螺纹槽的槽底设置有陶瓷绝缘垫片，所述拉伸试样的两端分别与两所述陶瓷绝缘垫片抵接，所述拉伸试样的两端外壁分别套设有金属压紧头，所述金属压紧头与所述拉伸试样之间设置有陶瓷绝缘环，所述金属压紧头的端面抵接设置有试样拉伸压紧头，所述试样拉伸压紧头的外壁与所述螺纹槽内壁通过螺纹连接。
18.优选的，所述高温高压辅助电极设置在位于两所述试样拉伸压紧头之间的所述拉伸试样的外部，所述高温高压辅助电极电性连接有辅助电极导线的一端，所述拉伸试样上电性连接有试样导线的一端，所述高压釜的底部设置有釜内信号贯穿件，所述辅助电极导线和所述试样导线的另一端贯穿所述釜内信号贯穿件，所述试样导线的另一端与所述电化学工作站的正极电性连接，所述辅助电极导线的另一端与所述电化学工作站的第一负极电性连接，所述高温高压参比电极设置在所述高压釜的底部，且所述高温高压参比电极的顶部位于所述高压釜内，所述高温高压参比电极电性连接有参比电极导线的一端，所述参比
电极导线的另一端与所述电化学工作站的第二负极电性连接。
19.优选的，所述参比电极导线、所述试样导线和所述辅助电极导线均设置为纯镍丝或纯铂丝材质，且所述参比电极导线、所述试样导线和所述辅助电极导线外均包覆设置有聚四氟乙烯热缩管。
20.优选的，所述高温高压辅助电极通过定位夹具固定，所述高温高压辅助电极与所述拉伸试样之间存在间隙且所述间隙恒定。
21.优选的，所述釜盖的外壁上设置有釜盖支撑板。
22.优选的，所述高压釜的底部设置有进出水管贯穿件。
23.本发明公开了以下技术效果：本发明可以在不改变氧化膜所在环境和形态的情况下，在氧化膜生成后，直接对拉伸试样和氧化膜这一结合体进行原位拉伸，研究氧化膜在实际服役环境下的破裂行为。拉伸试样与加载夹具之间采用氧化锆陶瓷进行绝缘，从而允许通过电化学测量的方式来监测氧化膜破裂行为。借助电化学工作站和高温高压辅助电极系统，通过原位腐蚀电流监测的方式，精准确定氧化膜破裂的时间。通过位移传感器记录氧化膜破裂前后拉伸试样标距段表面氧化膜的变形量，简单、快速、直接计算氧化膜的破裂应变值。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：
25.图1为本发明高温高压水环境下氧化膜破裂应变原位测量系统的结构示意图；
26.图2为本发明中试样安装组件的结构示意图；
27.其中，1、试样安装组件；2-1、釜体；2-2、釜盖；2-3、釜盖支撑板；3-1、加载上紧固件；3-2、加载上连接杆；3-3、加载下拉伸杆；3-4、加载支撑框架；4-1、进出水管贯穿件；4-2、釜内信号贯穿件；4-3、高温高压参比电极；5-1、下拉伸杆贯穿件；5-2、压力平衡连接框；5-3、压力平衡杆连接头；5-4、压力平衡推杆；5-5、压力平衡下腔室；5-6、拉伸机接头；5-7、伺服拉伸机；6-1、参比电极导线；6-2、电化学工作站；7、拉伸试样；8、试样导线；9、高温高压辅助电极；10、辅助电极导线；11、定位夹具；12、金属压紧头；13-1、陶瓷绝缘环；13-2、陶瓷绝缘垫片；14-1、试样拉伸压紧头；14-2、试样拉伸螺纹头。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
30.参照图1-2，本发明提供一种高温高压水环境下氧化膜破裂应变原位测量系统，包
括：
31.由釜体2-1和釜盖2-2通过螺栓连接组成的高压釜；高压釜内设置为高温高压腐蚀性水环境；
32.加载部，加载部设置在高压釜内，加载部包括上加载机构和下加载机构，上加载机构和下加载机构之间设置有用于夹持拉伸试样7的试样安装组件1；下加载机构贯穿高压釜且传动连接有拉伸机构；
33.测量部，测量部包括电化学工作站6-2，电化学工作站6-2用于测量拉伸试样和高温高压辅助电极9之间的电流值和电压值，电化学工作站6-2还用于测量拉伸试样7和高温高压参比电极4-3之间的电流值和电压值。
34.本发明可以在不改变氧化膜所在环境和形态的情况下，在氧化膜生成后，直接对拉伸试样7和氧化膜这一结合体进行原位拉伸，研究氧化膜在实际服役环境下的破裂行为。拉伸试样7与加载夹具之间采用氧化锆陶瓷进行绝缘，从而允许通过电化学测量的方式来监测氧化膜破裂行为。借助电化学工作站6-2和高温高压辅助电极系统，通过原位腐蚀电流监测的方式，精准确定氧化膜破裂的时间。通过位移传感器记录氧化膜破裂前后拉伸试样7标距段表面氧化膜的变形量，简单、快速、直接计算氧化膜的破裂应变值。
35.本发明中高压釜通过螺栓进行压紧密封连接，保证密封性，避免泄漏的情况发生。
36.进一步优化方案，上加载机构包括加载支撑框架3-4，加载支撑框架3-4设置在高压釜内，加载支撑框架3-4的顶部贯穿设置有加载上连接杆3-2，加载上连接杆3-2的顶部通过加载上紧固件3-1固定，加载上连接杆3-2的底部与试样安装组件1的顶部通过螺纹连接。
37.进一步优化方案，下加载机构包括加载下拉伸杆3-3，加载下拉伸杆3-3的贯穿高压釜的底部，且加载下拉伸杆3-3通过下拉伸杆贯穿件5-1与高压釜密接，加载下拉伸杆3-3的顶部与试样安装组件1的底部通过螺纹连接，加载下拉伸杆3-3的底部贯穿下拉伸杆贯穿件5-1后与拉伸机构固接。
38.通过上加载机构和下加载机构可以起到对试样安装组件1的固定效果。
39.设置的下拉伸贯穿件可以对设置的加载下拉伸杆3-3起到密封效果，同时加载下拉伸杆3-3能够与拉伸机构连接，进而起到对拉伸试样7的拉伸效果。
40.进一步优化方案，拉伸机构包括压力平衡连接框5-2，压力平衡连接框5-2内滑动连接有压力平衡杆连接头5-3，压力平衡连接框5-2的顶部与下拉伸杆贯穿件5-1通过螺纹连接，压力平衡连接框5-2的底部通过螺纹连接有压力平衡下腔室5-5，压力平衡下腔室5-5内贯穿设置有压力平衡推杆5-4，压力平衡推杆5-4的顶部贯穿压力平衡连接框5-2且与压力平衡杆连接头5-3通过螺纹连接，加载下拉伸杆3-3的底部与压力平衡杆连接头5-3的顶部通过螺纹连接，压力平衡下腔室5-5的底部通过拉伸机接头5-6与固接有伺服拉伸机5-7，拉伸机接头5-6顶面周向等间距贯穿设置有若干拉杆，且拉杆与拉伸机接头5-6固接，拉杆的顶部向上延伸依次贯穿压力平衡下腔室5-5和压力平衡连接框5-2后与压力平衡杆连接头5-3固接。
41.进一步优化方案，试样安装组件1包括两试样拉伸螺纹头14-2，两试样拉伸螺纹头14-2的两相背端分别与加载上连接杆3-2和加载下拉伸杆3-3通过螺纹连接，两试样拉伸螺纹头14-2的两相对端内壁均开设有螺纹槽，螺纹槽的槽底设置有陶瓷绝缘垫片13-2，拉伸试样7的两端分别与两陶瓷绝缘垫片13-2抵接，拉伸试样7的两端外壁分别套设有金属压紧
头12，金属压紧头12与拉伸试样7之间设置有陶瓷绝缘环13-1，金属压紧头12的端面抵接设置有试样拉伸压紧头14-1，试样拉伸压紧头14-1的外壁与螺纹槽内壁通过螺纹连接。
42.设置的拉伸试样7与金属压紧头12和试样拉伸螺纹头14-2之间采用陶瓷绝缘垫片13-2及陶瓷绝缘环13-1进行隔绝，可以避免直接接触而发生电偶腐蚀。
43.进一步优化方案，高温高压辅助电极9设置在位于两试样拉伸压紧头14-1之间的拉伸试样7的外部，高温高压辅助电极9电性连接有辅助电极导线10的一端，拉伸试样7上电性连接有试样导线8的一端，高压釜的底部设置有釜内信号贯穿件4-2，辅助电极导线10和试样导线8的另一端贯穿釜内信号贯穿件4-2，试样导线8的另一端与电化学工作站6-2的正极电性连接，辅助电极导线10的另一端与电化学工作站6-2的第一负极电性连接，高温高压参比电极4-3设置在高压釜的底部，且高温高压参比电极4-3的顶部位于高压釜内，高温高压参比电极4-3电性连接有参比电极导线6-1的一端，参比电极导线6-1的另一端与电化学工作站6-2的第二负极电性连接。
44.进一步优化方案，参比电极导线6-1、试样导线8和辅助电极导线10均设置为纯镍丝或纯铂丝材质，且参比电极导线6-1、试样导线8和辅助电极导线10外均包覆设置有聚四氟乙烯热缩管。
45.通过在导线外包覆聚四氟乙烯热缩管可以保证高压釜内的绝缘性。
46.进一步优化方案，高温高压辅助电极9通过定位夹具11固定，高温高压辅助电极9与拉伸试样7之间存在间隙且间隙恒定。
47.进一步优化方案，釜盖2-2的外壁上设置有釜盖支撑板2-3。
48.进一步优化方案，高压釜的底部设置有进出水管贯穿件4-1。
49.本发明测量过程如下：
50.测量拉伸试样7的标距段长度，记为l0；
51.在闭合釜体2-1与釜盖2-2之前，将拉伸试样7安装在试样安装组件1上后再安装在釜体2-1内的加载支撑框架3-4上，并与加载下拉伸杆3-3连接，通过私服拉伸机对拉伸试样7施加一定的预紧力，保证拉伸试样7的垂直和对中；
52.拉伸试样7在连接过程中，通过陶瓷绝缘垫片13-2和陶瓷绝缘环13-1进行绝缘；
53.随后在拉伸试样7底部(非标距段)位置焊接纯镍丝或纯铂丝导线，并在导线外部包覆一层聚四氟乙烯热缩管组建试样导线8；在高温高压辅助电极9上焊接在一根纯镍丝或纯铂丝导线，该导线外部同样包覆一层聚四氟乙烯热缩管组件辅助电极导线10；设置高温高压参比电极4-3并连接参比电极导线6-1；
54.安装高温高压辅助电极9及其定位夹具11(设置的定位夹具11为现有技术，因此不进行过多赘述)，调整高温高压辅助电极9位置，使其尽量靠近拉伸试样7标距段表面，但是要避免直接接触；
55.关闭釜体2-1和釜盖2-2，保证密封后，通过高压釜上的进出水管贯穿件4-1向高压釜内通入约50％高压釜容积的水溶液，溶液的选择根据实际工作环境确定；
56.向高压釜内通入气体进行溶解氧/溶解氢控制，随后开始加热至目标温度和压力；
57.待温度和压力稳定后开始计时，同时打开电化学工作站6-2，记录拉伸试样7与高温高压辅助电极9之间的电流和电压值、高温高压参比电极4-3和拉伸试样7之间的电流和电压值，等待拉伸试样7表面氧化膜生成；
58.随着拉伸试样7表面氧化膜的生长，拉伸试样7与高温高压辅助电极9之间的电流和电压值开始缓慢下降，待其达到稳定或下降速率非常缓慢，表明拉伸试样7表面氧化膜已逐渐稳定，可以开始准备加载；
59.待氧化膜生长完成后，设置伺服拉伸机5-7开始加载，同时通过位移传感器和力传感器实时记录施加在拉伸试样7上的载荷和拉伸试样7的变形量。此时位移传感器的位置记为l1；期间，加载速率不宜过快，实时记录和观测拉伸试样7与高温高压辅助电极9之间的电流和电压值变化情况；
60.当氧化膜发生破裂，基体金属开始暴露，此时应该观察到拉伸试样7与高温高压辅助电极9之间的电流值突然升高，此时的位移传感器位置记为l2；
61.完成测量，对拉伸试样7进行卸载，降温降压后打开高压釜，取出拉伸试样7，并在显微镜下观察确定氧化膜破裂情况。
62.依据公式计算氧化膜破裂应变：
63.(ε)：ε＝（l
2-l1)/l0。
64.本发明可以在不取出包含氧化膜的拉伸试样7的情况下，直接在高温高压腐蚀环境下对氧化膜的破裂影响进行测量，最大程度的排出了外界因素的干扰，提高了测量的精度和准确性；该测量方法不受拉伸试样7尺寸和形状的限制，可以对多种类型和尺寸的拉伸试样7进行氧化膜破裂应变测量；该测量方法不受腐蚀环境的限制，可以原位测量不同腐蚀环境下的氧化膜破裂应变值；该测量方法通过测量腐蚀电流的变化来确定氧化膜破裂的时间，只需考虑腐蚀电流的相对变化，而忽略测量精度，因此对电化学工作站6-2的测量精度要求较低；该测量装置和系统设计简单，氧化膜破裂应变的测量精度高、速度快、难度低。
65.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
66.以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

技术特征：
1.一种高温高压水环境下氧化膜破裂应变原位测量系统，其特征在于，包括：由釜体(2-1)和釜盖(2-2)通过螺栓连接组成的高压釜；所述高压釜内设置为高温高压腐蚀性水环境；加载部，所述加载部设置在所述高压釜内，所述加载部包括上加载机构和下加载机构，所述上加载机构和所述下加载机构之间设置有用于夹持拉伸试样(7)的试样安装组件(1)；所述下加载机构贯穿所述高压釜且传动连接有拉伸机构；测量部，所述测量部包括电化学工作站(6-2)，所述电化学工作站(6-2)用于测量拉所述伸试样和高温高压辅助电极(9)之间的电流值和电压值，所述电化学工作站(6-2)还用于测量所述拉伸试样(7)和高温高压参比电极(4-3)之间的电流值和电压值。2.根据权利要求1所述的一种高温高压水环境下氧化膜破裂应变原位测量系统，其特征在于：所述上加载机构包括加载支撑框架(3-4)，所述加载支撑框架(3-4)设置在所述高压釜内，所述加载支撑框架(3-4)的顶部贯穿设置有加载上连接杆(3-2)，所述加载上连接杆(3-2)的顶部通过加载上紧固件(3-1)固定，所述加载上连接杆(3-2)的底部与所述试样安装组件(1)的顶部通过螺纹连接。3.根据权利要求2所述的一种高温高压水环境下氧化膜破裂应变原位测量系统，其特征在于：所述下加载机构包括加载下拉伸杆(3-3)，所述加载下拉伸杆(3-3)的贯穿所述高压釜的底部，且所述加载下拉伸杆(3-3)通过下拉伸杆贯穿件(5-1)与所述高压釜密接，所述加载下拉伸杆(3-3)的顶部与所述试样安装组件(1)的底部通过螺纹连接，所述加载下拉伸杆(3-3)的底部贯穿所述下拉伸杆贯穿件(5-1)后与所述拉伸机构固接。4.根据权利要求3所述的一种高温高压水环境下氧化膜破裂应变原位测量系统，其特征在于：所述拉伸机构包括压力平衡连接框(5-2)，所述压力平衡连接框(5-2)内滑动连接有压力平衡杆连接头(5-3)，所述压力平衡连接框(5-2)的顶部与所述下拉伸杆贯穿件(5-1)通过螺纹连接，所述压力平衡连接框(5-2)的底部通过螺纹连接有压力平衡下腔室(5-5)，所述压力平衡下腔室(5-5)内贯穿设置有压力平衡推杆(5-4)，所述压力平衡推杆(5-4)的顶部贯穿所述压力平衡连接框(5-2)且与所述压力平衡杆连接头(5-3)通过螺纹连接，所述加载下拉伸杆(3-3)的底部与所述压力平衡杆连接头(5-3)的顶部通过螺纹连接，所述压力平衡下腔室(5-5)的底部通过拉伸机接头(5-6)与固接有伺服拉伸机(5-7)，所述拉伸机接头(5-6)顶面周向等间距贯穿设置有若干拉杆，且所述拉杆与所述拉伸机接头(5-6)固接，所述拉杆的顶部向上延伸依次贯穿所述压力平衡下腔室(5-5)和所述压力平衡连接框(5-2)后与所述压力平衡杆连接头(5-3)固接。5.根据权利要求4所述的一种高温高压水环境下氧化膜破裂应变原位测量系统，其特征在于：所述试样安装组件(1)包括两试样拉伸螺纹头(14-2)，两所述试样拉伸螺纹头(14-2)的两相背端分别与所述加载上连接杆(3-2)和所述加载下拉伸杆(3-3)通过螺纹连接，两试样拉伸螺纹头(14-2)的两相对端内壁均开设有螺纹槽，所述螺纹槽的槽底设置有陶瓷绝缘垫片(13-2)，所述拉伸试样(7)的两端分别与两所述陶瓷绝缘垫片(13-2)抵接，所述拉伸试样(7)的两端外壁分别套设有金属压紧头(12)，所述金属压紧头(12)与所述拉伸试样(7)之间设置有陶瓷绝缘环(13-1)，所述金属压紧头(12)的端面抵接设置有试样拉伸压紧头(14-1)，所述试样拉伸压紧头(14-1)的外壁与所述螺纹槽内壁通过螺纹连接。6.根据权利要求5所述的一种高温高压水环境下氧化膜破裂应变原位测量系统，其特
征在于：所述高温高压辅助电极(9)设置在位于两所述试样拉伸压紧头(14-1)之间的所述拉伸试样(7)的外部，所述高温高压辅助电极(9)电性连接有辅助电极导线(10)的一端，所述拉伸试样(7)上电性连接有试样导线(8)的一端，所述高压釜的底部设置有釜内信号贯穿件(4-2)，所述辅助电极导线(10)和所述试样导线(8)的另一端贯穿所述釜内信号贯穿件(4-2)，所述试样导线(8)的另一端与所述电化学工作站(6-2)的正极电性连接，所述辅助电极导线(10)的另一端与所述电化学工作站(6-2)的第一负极电性连接，所述高温高压参比电极(4-3)设置在所述高压釜的底部，且所述高温高压参比电极(4-3)的顶部位于所述高压釜内，所述高温高压参比电极(4-3)电性连接有参比电极导线(6-1)的一端，所述参比电极导线(6-1)的另一端与所述电化学工作站(6-2)的第二负极电性连接。7.根据权利要求6所述的一种高温高压水环境下氧化膜破裂应变原位测量系统，其特征在于：所述参比电极导线(6-1)、所述试样导线(8)和所述辅助电极导线(10)均设置为纯镍丝或纯铂丝材质，且所述参比电极导线(6-1)、所述试样导线(8)和所述辅助电极导线(10)外均包覆设置有聚四氟乙烯热缩管。8.根据权利要求7所述的一种高温高压水环境下氧化膜破裂应变原位测量系统，其特征在于：所述高温高压辅助电极(9)通过定位夹具(11)固定，所述高温高压辅助电极(9)与所述拉伸试样(7)之间存在间隙且所述间隙恒定。9.根据权利要求8所述的一种高温高压水环境下氧化膜破裂应变原位测量系统，其特征在于：所述釜盖(2-2)的外壁上设置有釜盖支撑板(2-3)。10.根据权利要求9所述的一种高温高压水环境下氧化膜破裂应变原位测量系统，其特征在于：所述高压釜的底部设置有进出水管贯穿件(4-1)。

技术总结
本发明公开一种高温高压水环境下氧化膜破裂应变原位测量系统，包括由釜体和釜盖通过螺栓连接组成的高压釜；所述高压釜内设置为高温高压腐蚀性水环境；加载部，所述加载部设置在所述高压釜内，所述加载部包括上加载机构和下加载机构，所述上加载机构和所述下加载机构之间设置有用于夹持拉伸试样的试样安装组件；所述下加载机构贯穿所述高压釜且传动连接有拉伸机构；测量部，所述测量部包括电化学工作站，所述电化学工作站用于测量拉所述伸试样和高温高压辅助电极之间的电流值和电压值，所述电化学工作站还用于测量所述拉伸试样和高温高压参比电极之间的电流值和电压值。本发明可实现腐蚀氧化膜的力学性能原位测试。实现腐蚀氧化膜的力学性能原位测试。实现腐蚀氧化膜的力学性能原位测试。


技术研发人员：陈凯 张乐福 苏豪展 汪家梅 沈朝
受保护的技术使用者：上海交通大学
技术研发日：2023.05.09
技术公布日：2023/8/4