耐腐蚀性评估仪

摘要

本发明涉及耐腐蚀性评估仪，其适于在加速比率下用于经涂覆的金属基底例如汽车车身的腐蚀测试。耐腐蚀性评估仪设有包含电解质的腔室，使涂覆有待测试的保护性涂层的阳极和阴极暴露于所述电解质。这些涂层设有预定的以及标准化的缺陷例如微孔，从而以可预测和可重复的方式加速下方金属基底的腐蚀。经涂覆的阴极/阳极对经历启动期，随后经受一系列调制为三角形、截头三角形或梯形方式的预设直流电压持续被恢复期间隔的预设时段。然后使用收集的阻抗数据以获得施用于阴极/阳极对之上的涂层的耐腐蚀性能。前述评估仪基本上将测试腐蚀所需的时间从多天(多于40天)减少至几天(约两天)。

主权项

耐腐蚀性评估仪，包括：(i)在其中保持电解质的腔室；(ii)阳极夹持器，所述阳极夹持器位于所述腔室上以用于测试施用于阳极表面之上的阳极涂层的耐腐蚀性，使得当所述阳极密封地置于所述阳极夹持器中时，所述阳极涂层的一部分暴露于所述电解质，所述阳极涂层的所述部分在其上具有阳极缺陷；(iii)阴极夹持器，所述阴极夹持器位于所述腔室上以用于测试施用于阴极表面之上的阴极涂层的耐腐蚀性，使得当所述阴极密封地置于所述阴极夹持器中时，所述阴极涂层的一部分暴露于所述电解质，所述阴极涂层的所述部分在其上具有阴极缺陷；(iii)具有直流输出引线的可变功率直流发电机，所述引线连接至所述阴极和所述阳极以用于跨所述阴极、所述电解质和所述阳极施加期望的直流电压持续期望的时段；(iv)用于测量跨所述阴极、所述电解质和所述阳极的直流电压的直流测量装置；(v)具有交流输出引线的可变功率交流发电机，所述引线连接至所述阴极和阳极以用于跨所述阴极、所述电解质和所述阳极以可变频率施加期望的交流电压持续期望的时段；(vi)用于测量跨所述阴极、所述电解质和所述阳极的阻抗的阻抗测量装置；(vii)位于计算机内的计算机可用存储介质，所述计算机与所述可变功率直流发电机、所述直流测量装置、所述可变功率交流发电机以及所述阻抗测量装置连通，其中计算机可读程序代码工具驻留在所述计算机可用存储介质内，所述计算机可读程序代码工具包括：(a)用于配置计算机可读程序代码装置的工具，以使所述计算机使所述阳极涂层的所述部分和所述阴极涂层的所述部分经历启动期；(b)用于配置计算机可读程序代码装置的工具，以使所述计算机操控所述阻抗测量装置以预设间隔测量所述启动期期间的阻抗A，以产生所述阻抗A的n1组，所述阻抗在预设的100000Hz至10‑6Hz的交流电频率下测量，所述交流电由所述可变功率交流发电机提供并具有10mV至50mV的振幅；(c)用于配置计算机可读程序代码装置的工具，以使所述计算机对于所述n1组中的每个所述阻抗A生成A阻抗奈奎斯特图；(d)用于配置计算机可读程序代码装置的工具，以使所述计算机通过以下步骤确定启动溶液电阻(StaRsol.n1)：1.测量所述A阻抗奈奎斯特图中X轴上的零点与所述A阻抗奈奎斯特图中所述X轴上的某点之间的距离，在该点处所述A阻抗奈奎斯特图中指向高启动溶液频率的阻抗曲线或外推阻抗曲线与所述X轴相交，以获得所述阻抗A在所述高启动溶液频率下的实部；以及2.对于所述n1组中的每个所述阻抗A，重复所述步骤(d)(l)；(e)用于配置计算机可读程序代码装置的工具，以使所述计算机通过以下步骤确定启动电阻(StaRSta.n1)：1.测量所述A阻抗奈奎斯特图中X轴上的零点与所述A阻抗奈奎斯特图中所述X轴上的某点之间的距离，在该点处所述A阻抗奈奎斯特图中指向低启动电阻频率的阻抗曲线或外推阻抗曲线与所述X轴相交，以获得所述阻抗A在所述低启动电阻频率下的实部；以及2.对于所述n1组中的每个所述阻抗A，重复所述步骤(e)(l)；(f)用于配置计算机可读程序代码装置的工具，以使所述计算机操控所述可变功率直流发电机以三角形、截头三角形或梯形方式施加预设直流电压V1持续预设时段T1，其中与所述计算机连通并连接至所述阴极和所述阳极的所述直流测量装置用于测量所述预设直流电压，并且其中所述预设直流电压V1的范围为0.1毫伏至10伏，并且所述预设时段T1的范围为半小时至100小时；(g)用于配置计算机可读程序代码装置的工具，以使所述计算机操控所述阻抗测量装置在每个所述预设时段的终点，在所述可变功率交流发电机提供的交流电的所述预设频率下测量阻抗B，以产生所述阻抗B的n2组；(h)用于配置计算机可读程序代码装置的工具，以使所述计算机对于所述n2组中的每个所述阻抗B生成B阻抗奈奎斯特图；(i)用于配置计算机可读程序代码装置的工具，以使所述计算机通过以下步骤确定三角形、截头三角形或梯形溶液电阻(TraRsol.n2)：1.测量所述B阻抗奈奎斯特图中X轴上的零点与所述B阻抗奈奎斯特图中所述X轴上的某点之间的距离，在该点处所述B阻抗奈奎斯特图中指向高三角形、截头三角形或梯形溶液频率的阻抗曲线或外推阻抗曲线与所述X轴相交，以获得所述阻抗B在所述高三角形、截头三角形或梯形溶液频率下的实部；2.对于所述n2组中的每个所述阻抗B，重复所述步骤(i)(l)；(j)用于配置计算机可读程序代码装置的工具，以使所述计算机通过以下步骤确定三角形、截头三角形或梯形电阻(TraRTra.n2)：1.测量所述B阻抗奈奎斯特图中X轴上的零点与所述B阻抗奈奎斯特图中所述X轴上的某点之间的距离，在该点处所述B阻抗奈奎斯特图中指向低三角形、截头三角形或梯形电阻频率的阻抗曲线或外推阻抗曲线与所述X轴相交，以获得所述阻抗B在所述低三角形、截头三角形或梯形电阻频率下的实部；以及2.对于所述n2组中的每个所述阻抗B，重复所述步骤(j)(l)；(k)用于配置计算机可读程序代码装置的工具，以使所述计算机使所述阳极涂层的所述部分和所述阴极涂层的所述部分在各个所述预设时段T1之间经历预设恢复期T2；(l)用于配置计算机可读程序代码装置的工具，以使所述计算机操控所述阻抗测量装置在每个所述预设恢复期T2的终点，在所 述可变功率交流发电机提供的交流电的所述预设频率下测量阻抗C，以产生所述阻抗C的n3组；(m)用于配置计算机可读程序代码装置的工具，以使所述计算机对于所述n3组中的每个所述阻抗C生成C阻抗奈奎斯特图；(n)用于配置计算机可读程序代码装置的工具，以使所述计算机通过以下步骤确定恢复溶液电阻(RecRsol.n3)：1.测量所述C阻抗奈奎斯特图中X轴上的零点与所述C阻抗奈奎斯特图中所述X轴上的某点之间的距离，在该点处所述C阻抗奈奎斯特图中指向高恢复溶液频率的阻抗曲线或外推阻抗曲线与所述X轴相交，以获得所述阻抗C在所述高恢复溶液频率下的实部；2.对于所述n3组中的每个所述阻抗C，重复所述步骤(n)(l)；(o)用于配置计算机可读程序代码装置的工具，以使所述计算机通过以下步骤确定恢复电阻(RecRRec.n3)：1.测量所述C阻抗奈奎斯特图中X轴上的零点与所述C阻抗奈奎斯特图中所述X轴上的某点之间的距离，在该点处所述C阻抗奈奎斯特图中指向低恢复电阻频率的阻抗曲线或外推阻抗曲线与所述X轴相交，以获得所述阻抗C在所述低恢复电阻频率下的实部；以及2.对于所述n3组中的每个所述阻抗C，重复所述步骤(o)(l)；(p)用于配置计算机可读程序代码装置的工具，以使所述计算机通过使用以下等式计算所述阳极和所述阴极对的耐腐蚀性能(Rperf)：Rperf＝[∑Stafn1(StaRSta.n1‑StaRSol.n1)]/n1+[∑Trafn2(TraRTra.n2‑TraRSol.n2)]/n2+[∑Recfn3(RecRRec.n3‑RecRSol.n3)]/n3，其中n1、n2、n3和n3的范围为1至100；并且Stafn1、Trafn2、和Recfn3的范围为0.0000001至1；以及(q)用于配置计算机可读程序代码装置的工具，以使所述计算机：(q1)操控计算机显示器以显示所述耐腐蚀性能(Rperf)；(q2)操控打印机打印所述耐腐蚀性能(Rperf)；(q3)将所述耐腐蚀性能(Rperf)传输至远程计算机或远程数据库；或者(q4)它们的组合。