电子疲劳试验机与电化学工作站的联用技术

2025年03月20日 13:04 来源：吉林冠腾自动化技术有限公司

　　在腐蚀疲劳研究中，材料需同时承受循环载荷与电化学腐蚀的耦合作用，传统单一测试设备难以复现真实服役环境。电子疲劳试验机与电化学工作站的联用技术通过同步施加力学载荷与电化学信号，实现了“力学-化学”交互作用的精准解析。

　　技术实现框架：

　　硬件集成：通过NI-DAQ同步控制模块，将疲劳试验机的载荷波形（如正弦波、梯形波）与电化学工作站的动电位扫描信号（如恒电位极化、循环伏安法）进行微秒级时序对齐。

　　原位监测：采用三电极体系（工作电极-试样、参比电极、辅助电极）实时采集电化学阻抗谱（EIS）与电化学噪声（EN），结合疲劳试验机的应变-寿命数据构建多物理场耦合数据库。

　　动态反馈：基于腐蚀电流密度阈值自动调整疲劳载荷幅值，模拟裂纹萌生-腐蚀加速的正反馈机制，实现腐蚀疲劳失效路径的动态复现。

　　关键技术创新：

　　腐蚀产物原位观测：集成光纤显微探针与拉曼光谱模块，定量分析裂纹腐蚀产物的成分演变（如Al₂O₃→Al(OH)₃相变）。

　　氢脆敏感性评估：通过电化学渗氢实验与疲劳断口氢浓度分布建模，建立材料氢致开裂的定量判据。

　　AI驱动的数据融合：利用LSTM神经网络关联电化学噪声频域特征（如PSD斜率）与疲劳裂纹扩展速率（da/dN），预测精度较传统Paris公式提升40%。

　　典型应用场景：

　　航空铝合金：在3.5%NaCl溶液中测试7075-T6合金的剥蚀-疲劳竞争机制，发现腐蚀坑深度与疲劳极限呈指数衰减关系。

　　海洋工程材料：评估深海管道钢的硫化物应力腐蚀开裂（SSCC）行为，建立阴极保护电位与疲劳寿命的响应曲面。

　　生物镁合金：研究可降解血管支架在生理环境中的腐蚀疲劳行为，优化合金成分以平衡降解速率与力学完整性。

　　该联用技术已推动ASTMG119标准向多物理场耦合测试方向修订，未来结合数字孪生技术，有望实现复杂服役环境下材料寿命的虚拟验证。

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