CS300W電化學腐蝕摩擦磨損試驗儀

針對材料表面及薄膜在腐蝕液體環境中,以高速往復運動方式進行摩擦性能與耐磨強度的定量評價。
運用球-盤摩擦原理及微電腦自動控制技術,將砝碼或可變載荷機構施加於磨球上;材料試樣隨試驗平台依偏心輪機構,以設定之頻率實現摩擦副的高速往復運動。系統透過感測器擷取摩擦過程中的摩擦力訊號,經放大處理後輸入電腦,並由 A/D 轉換器將摩擦力訊號轉換為數位資訊,再經軟體運算後得到摩擦係數曲線。

產品介紹

CS300W 電化學腐蝕摩擦磨損試驗儀內建 CS 電化學工作站,可在不同載荷、不同頻率、不同溫度及不同氣氛條件下,對材料表面及薄膜在腐蝕液體中以高速往復運動方式進行摩擦性能與耐磨強度的定量評價。主要用於模擬海水、江湖河水以及人體體液等環境中的腐蝕摩擦狀態。

以下是為了能夠滿足段落所需的長度而定義的無意義內文,請自行參酌編排。

CS300W 電化學腐蝕摩擦磨損試驗儀採用球-盤摩擦原理結合微電腦自動控制技術。系統可將砝碼或可變載荷機構施加於磨球上,試樣則利用偏心輪機構隨試驗台以設定頻率進行高速往復運動。

 

摩擦過程中由感測器擷取摩擦力訊號,經放大處理後輸入電腦,再由 A/D 轉換器將訊號數位化,最終透過軟體運算得出摩擦係數曲線。

μ = F / N
μ — 摩擦係數
F — 摩擦力
N — 正向壓力(載荷)

樣品置於樣品槽中,透過工作電極(下摩擦副接觸電極)與參比電極,可量測摩擦過程中材料的電化學腐蝕行為變化。

透過摩擦係數曲線的變化,可判斷材料或薄膜的摩擦性能與耐磨強度,即在特定載荷下,摩擦係數於經過一定時間(或摩擦距離)後出現變化,代表薄膜已被磨損;此時可再以稱重法取得材料表面的磨損量。

 

可控氣氛組件可經由真空幫浦抽除腔體內空氣,再導入實驗所需氣氛(如氮氣、氦氣等),使樣品可在不同氣氛環境下進行測試。

 

磨損量檢測組件則可藉由量測磨損深度,直接計算磨痕的截面面積。

儀器主要技術指標

  1. 加載方式

    砝碼加載

    自動加載:恆定加載、交變加載(正弦波、三角波、梯度加載)

  2. 加載範圍:1~300 N
  3. 加載檢測精度:0.5 N(砝碼加載精度:±0.5 mN)
  4. 摩擦力檢測精度:0.5 N
  5. 往復次數:不限
  6. 往復頻率:0.001~20 Hz
  7. 升降高度:25 mm
  8. 行程:0.5~30 mm
  9. 電化學腐蝕摩擦副夾具:Φ3 mm、Φ4 mm、Φ5 mm、Φ6 mm
  10. 電化學腐蝕摩擦副材質:GCr15 軸承鋼球、Al₂O₃ 陶瓷球、ZrO₂ 陶瓷球、Si₃N₄ 陶瓷球
  11. 電化學腐蝕組件台架
  12. 電化學腐蝕組件介面
  13. 測試操作:鍵盤操作, 微機控制(PC 控制)
  14. 資料處理:Word 實驗報告、Jpeg 影像輸出

電化學摩擦腐蝕硬體參數指標

電位控制

恆電位控制範圍:±10 V

電位控制精度:0.1% × 滿量程讀值 ± 1 mV

電位靈敏度:10 mV(>100 Hz)、3 mV(<10 Hz)

電位上升時間:<1 ms(<10 mA)、<10 ms(<2 A)

參比電極輸入阻抗:10¹² Ω || 20 pF

槽壓輸出:±21 V

 

電位掃描

CV/LSV 掃描速度:0.001 mV~10000 V/s

CA/CC 脈衝寬度:0.0001~65000 s

SWV 頻率:0.001~100 kHz

最小 CV 電位增量:0.075 mV

電位掃描增量:0.076 mV @ 1 V/ms

 

電流控制

恆電流控制範圍:±2.0 A

電流控制精度:0.1% × 滿量程讀值

電流靈敏度:<10 pA

電流量程:2 A~200 nA,共 8 檔

最大輸出電流:2.0 A

電流掃描增量:1 mA @ 1 A/ms

 

脈衝分析

DPV/NPV 脈衝寬度:0.0001~1000 s

 

資料擷取與輸出

AD 採樣:16 bit @ 1 MHz、20 bit @ 1 kHz

DA 分辨率:16 bit,建立時間 1 ms

通訊介面:USB 2.0

量程設定:電位/電流自動切換

低通濾波器:8 段可編程

電化學阻抗(EIS)量測指標
信號發生器(FRA)

頻率範圍:10 mHz~500 kHz

頻率精確度:0.005%

DDS 輸出阻抗:50 Ω

正弦波失真率:<1%

掃描模式:對數/線性(升/降)

信號分析器

最大積分時間:10⁶ 個循環或 10⁵ s

最小積分時間:10 ms 或單循環最大時間

直流偏置補償範圍:-10 V~+10 V

帶寬調整:自動 或 手動(共 8 段)

功能與方法

  • 儀器主要配置

    (1) 儀器主機: 1 台

    (2) 生物腐蝕摩擦電化學工作站: 1 套

    (3) 工控電腦: 1 台
      — 工控機箱
      — 工控主機板
      — 工控底板
      — 記憶體:4 GB
      — 硬碟:500 GB

    (4) 顯示器: 19 吋液晶寬螢幕 1 台

    (5) 配件:
      — 工具 1 套(內六角扳手、螺絲起子、校準支架)
      — M1 等級標準砝碼 1 套:1000 g、500 g、100 g、50 g、10 g 各 1 顆;200 g、20 g 各 2 顆
      — 使用說明書 1 本
      — 軟體光碟 1 張

  • 選購
    (1) 試驗載荷:5 g~10 g
    (2) 試樣移動速度:1 mm/s~4 mm/s
    (3) 量測範圍:2 μm~200 μm
    (4) 試樣厚度:1 mm~10 mm 片材
    (5) 解析度:±0.02 μm
    (6) 壓頭:金剛石,錐角 90°,半徑 0.1 mm
    (7) 磨損率計算:磨痕截面積(mm²)/(磨損體積/牛·分鐘, 可控壓力範圍:常壓 ~ -0.08 MPa