一種用于微量腐蝕性氣體氛圍下的薄液膜原位測試裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明專利屬于材料腐蝕研宄技術領域，特別是涉及一種可在單一或多組分微量氣體下實時原位觀測試樣腐蝕宏觀形貌以及薄液膜下的原位電化學的測試裝置。
【背景技術】
[0002]隨著電子技術的不斷革新，電子元器件正向著小型化、集成化、多功能性方向迅速地發(fā)展。電子元器件一般在半封閉的大氣環(huán)境中工作，不可避免會受到外界大氣濕度、污染物(N0X，SO2, H2S, CD、塵土等環(huán)境因素的影響，致使薄液膜的厚度隨工作條件動態(tài)變化，甚至呈現(xiàn)不連續(xù)或微液滴形態(tài)的分布，這就意味著材料腐蝕通常是一種非穩(wěn)態(tài)薄液膜下的電化學過程。這種非穩(wěn)態(tài)薄液膜對金屬腐蝕失效會產(chǎn)生顯著影響，嚴重威脅電子器件乃至整個設備系統(tǒng)運行的可靠性和安全性。
[0003]目前關于微量腐蝕性氣氛中薄液膜下的原位腐蝕研宄相對較少，這在很大程度上受限于薄液膜反應裝置、形貌原位采集裝置以及微量氣體的濃度。傳統(tǒng)的微量氣體配氣裝置是通過單一的質量流量計來控制氣體濃度，這往往很難確定反應室中微量氣體的確切濃度，并且操作過程十分冗雜。通常的薄液膜反應裝置很難形成小于100 μπι的液膜，這導致其與材料在實際大氣環(huán)境中的狀況具有較大差別，無法真實模擬材料腐蝕失效行為。此外，目前基本沒有在微量腐蝕氣氛中形貌原位觀測和電化學原位測試相互耦合的裝置。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明專利的目的在于提供一種用于微量腐蝕性氣體氛圍下的薄液膜原位測試裝置，解決以往設備使用過程中費用昂貴、操作冗雜、裝置精度低、氣源單一、沒有形貌和電化學原位觀測相耦合的問題，實現(xiàn)一種結構簡單、操作方便、多組分氣源、形貌和電化學原位觀測相耦合的高精度PPb級(最小1ppb)的微量腐蝕性氣氛中薄液膜環(huán)境測試裝置。
[0005]為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用的技術方案是:
一種用于微量腐蝕性氣體氛圍下的薄液膜原位測試裝置，其特征在于，所述測試裝置包括反應室、微量腐蝕性氣體給氣系統(tǒng)、薄液膜腐蝕試驗反應系統(tǒng)、原位電化學測試系統(tǒng)、原位形貌采集系統(tǒng)；所述反應室外面包裹有不銹鋼箱體，所述微量腐蝕性氣體給氣系統(tǒng)與薄液膜腐蝕試驗反應系統(tǒng)連接在反應室上，所述原位電化學測試系統(tǒng)位于反應室內，所述原位形貌采集系統(tǒng)固定在反應室上。
[0006]優(yōu)先地，所述微量腐蝕性氣體給氣系統(tǒng)包括氣瓶組件、微量氣體濃度檢測儀組件與質量流量計組件，所述薄液膜腐蝕試驗反應系統(tǒng)包括溫濕度探頭、加熱管、工業(yè)加濕器，所述原位電化學測試系統(tǒng)包括U形槽、電化學工作站，所述原位形貌采集系統(tǒng)包括升降臺、顯微鏡、燈泡組；所述微量氣體濃度檢測儀組件、加熱管、U形槽、升降臺位于所述反應室內部，所述氣瓶組件、電化學工作站、工業(yè)加濕器位于不銹鋼箱體外部，所述顯微鏡、燈泡組位于反應室外、不銹鋼箱體內，所述溫濕度探頭固定在反應室上。
[0007]優(yōu)先地，所述U形槽上放置試樣，所述U形槽一端為工作電極和輔助電極，另一端為參比電極，所述工作電極、輔助電極與參比電極分別與電化學工作站相連。
[0008]優(yōu)先地，所述顯微鏡自由旋轉，用于調節(jié)顯微鏡與U形槽的距離的所述升降臺位于U形槽下方。
[0009]優(yōu)先地，用于調節(jié)反應室內部的溫度與濕度的所述加熱管、工業(yè)加濕器與所述溫濕度探頭相連。
[0010]優(yōu)先地，所述氣瓶組件與微量氣體濃度檢測儀組件通過質量流量計組件相連，所述微量氣體濃度檢測儀組件位于反應室上，所述氣瓶組件質量流量計組件、質量流量計組件位于不銹鋼箱體外部。
[0011]優(yōu)先地，所述測試裝置還包括尾氣回收系統(tǒng)，所述尾氣回收系統(tǒng)包括鼓風機、除氣瓶，所述鼓風機、除氣瓶位于所述不銹鋼箱體外側，與所述反應室相連，試驗結束后，用于排除與回收反應室內的廢氣。
[0012]優(yōu)先地，位于所述不銹鋼箱體外部連接一個存儲顯示系統(tǒng)，所述存貯顯示系統(tǒng)連接所述顯微鏡與電化學工作站。
[0013]優(yōu)先地，所述反應室內溫度與濕度的調節(jié)范圍分別為10_50°C、20%-98% RH。
[0014]優(yōu)先地，所述反應室是有機玻璃構成。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明涉及的一種用于微量腐蝕性氣體氛圍下的薄液膜原位測試裝置的結構示意圖。
[0016]
【具體實施方式】
[0017]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細描述。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0018]相反，本發(fā)明涵蓋任何由權利要求定義的在本發(fā)明的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。進一步，為了使公眾對本發(fā)明有更好的了解，在下文對本發(fā)明的細節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細節(jié)部分。對本領域技術人員來說沒有這些細節(jié)部分的描述也可以完全理解本發(fā)明。
[0019]本發(fā)明涉及一種用于微量腐蝕性氣體氛圍下的薄液膜原位測試裝置，能夠達到國家標準(GB)、IEC標準中的污染氣體環(huán)境試驗標準要求。具有精度高、結構簡單、小巧、造價低、污染小、操作方便等優(yōu)點；更多的是可對試樣在微量腐蝕性氣體中的電化學過程及腐蝕形貌變化進行實時原位觀測。所述用于微量腐蝕性氣體氛圍下的薄液膜原位檢測裝置包括反應室、微量腐蝕性氣體給氣系統(tǒng)、薄液膜腐蝕試驗反應系統(tǒng)、原位電化學測試系統(tǒng)、原位形貌采集系統(tǒng)以及尾氣回收系統(tǒng)，所述反應室外部包裹有不銹鋼箱體。
[0020]微量腐蝕性氣體給氣系統(tǒng)包括氣瓶組件、質量流量計組件、微量氣體濃度檢測儀組件。其中所述氣瓶組件包括第一氣瓶1、第二氣瓶2、第三氣瓶3與第四氣瓶4，所述質量流量計組件包括第一質量流量計5、第二質量流量計6、第三質量流量計7、第四質量流量計8，所述微量氣體濃度檢測儀組件包括第一微量氣體濃度檢測儀9、第二微量氣體濃度檢測儀10、第三微量氣體濃度檢測儀11、第四微量氣體濃度檢測儀12，所述第一氣瓶1、第二氣瓶2、第三氣瓶3與第四氣瓶4分別與對應的所述第一微量氣體濃度檢測儀9、第二微量氣體濃度檢測儀10、第三微量氣體濃度檢測儀11、第四微量氣體濃度檢測儀12相連，通過所述第一微量氣體濃度檢測儀9、第二微量氣體濃度檢測儀10、第三微量氣體濃度檢測儀11、第四微量氣體濃度檢測儀12檢測結果分別反饋給所述第一質量流量計5、第二質量流量計6、第三質量流量計7、第四質量流量計8，所述第一質量流量計5、第二質量流量計6、第三質量流量計7、第四質量流量計8是帶有穩(wěn)壓閥的質量流量計，通過穩(wěn)壓閥調節(jié)所述反應室相對應的微量氣體濃度。所述微量氣體濃度檢測儀組件連接在所述反應室內。所述氣瓶組件、質量流量計組件、微量氣體濃度檢測儀組件中各個氣瓶、質量流量計與微量氣體濃度檢測儀的數(shù)量是相同的，數(shù)量的確定根據(jù)具體試驗要求的微量氣體的種類相關，可以是一種微量氣體，也可以是多種，結合本發(fā)明中的具體實施例與說明書附圖，各個組件對應氣瓶、質量流量計與微量氣體濃度檢測儀的數(shù)量是4，并不局限于本發(fā)明要求的數(shù)量。
[0021]薄液膜腐蝕試驗反