Name: Charge dhydrogène de laluminium utilisant la friction dans leau (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-01-28T14:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 50 s
Description: Découvrez une méthode innovante de charge d'hydrogène dans les alliages d'aluminium par friction dans l'eau. Cette technique surmonte le défi du film d'oxyde pour améliorer le stockage de l'hydrogène.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Ce travail a été soutenu en partie par The Light Metal Educational Foundation, Inc., Osaka, Japon

1. Préparation des matériaux
<ol><li>Utilisez des plaques de 1 mm d'épaisseur faites d'un alliage aluminium-magnésium-silicium contenant 1 masse% Mg et 0,8% de masse Si (Al-Mg-Si).</li>
	<li>Faites des pièces d'essai à partir des plaques en alliage Al-Mg-Si d'une longueur de jauge de 10 mm et d'une largeur de 5 mm.</li>
	<li>Anneal les pièces d'essai à 520 oC pour 1 h à l'aide d'un four à air. Étancher dans l'eau comme traitement thermique de solution.</li>
	<li>Anneal les pièces d'essai à 175 oC pendant 18 h comme un traitement thermique de vieillissement de pointe (T6-temper).</li>
	<li>Polir la surface des pièces d'essai à l'aide de papier émeri de silicium carbure (#2000) sans eau.</li>
	<li>Mesurer le poids des spécimens polis à une précision de 0,0001 g à l'aide d'un solde électrique</li>
	<li>Mesurer l'épaisseur et la largeur de la partie de jauge des spécimens à une précision de 0,001 mm à l'aide d'un comparateur optique.</li>
</ol>2. Procédure FW (Figure 1)
<ol><li>Attachez deux spécimens en alliage Al-Mg-Si à l'aide de colle à un agitateur triangulaire en forme de prisme fabriqué par un polymère fluorocarbone.</li>
	<li>Préparer un récipient en verre cylindre avec un dessus vide comme récipient de réaction.</li>
	<li>Attachez un papier de polissage rond fabriqué par des carbures de silicium, #2000 d'un diamètre de 10 mm, à l'aide d'un ruban à double face dans le fond à l'intérieur du récipient.</li>
	<li>Placez l'agitateur triangulaire en forme de prisme avec deux spécimens sur le papier de polissage à la surface inférieure du récipient en verre.</li>
	<li>Verser 100 ml d'eau distillée dans le récipient en verre à partir du haut.</li>
	<li>Couvrir le récipient en verre d'un morceau de caoutchouc rond avec trois trous (pour une inlet de gaz, pour une prise de gaz, et pour une sonde de pH au sommet du récipient en verre).</li>
	<li>Remplissez le récipient en verre d'une grande pureté (99,999 %) argon à un débit constant de 20 ml/min après la fermeture du couvercle en caoutchouc.</li>
	<li>Connectez la sortie de gaz à un chromatographe à gaz (GC) avec un capteur d'hydrogène semi-conducteur (limite de détection : 5 ppb).</li>
	<li>Attendez que le gaz dans le récipient soit remplacé par de l'argon.</li>
	<li>Faites pivoter l'agitateur triangulaire en forme de prisme avec deux spécimens sur un agitateur magnétique à une vitesse de rotation constante à température ambiante.</li>
	<li>Mesurer la production d'hydrogène pendant la rotation des agitateur à l'aide du GC, en prenant une mesure toutes les 2 min.</li>
	<li>Mesurer le pH de l'eau dans le récipient pendant la rotation de l'agitateur.</li>
	<li>Retirez les deux spécimens de l'agitateur triangulaire en forme de prisme par immersion dans l'acétone avec une vibration ultrasonique pendant 5 min après la procédure FW.</li>
	<li>Mesurer le poids et l'épaisseur des spécimens à nouveau après la procédure FW en utilisant l'équilibre électrique et un comparateur optique, respectivement.</li>
</ol>3. Absorption d'hydrogène par la procédure FW
<ol><li>Après la procédure FW, couper un spécimen à une forme rectangulaire de 1 x 5 x 10 mm.</li>
	<li>Placez le spécimen à l'intérieur d'un tube de quartz d'un diamètre de 10 mm relié à un GC avec un capteur d'hydrogène semi-conducteur.</li>
	<li>Flux de haute pureté (99.999%) gaz d'argon dans un tube de quartz avec un débit constant de 20 ml/min.</li>
	<li>Chauffer le tube à quartz avec le spécimen à l'aide d'un four tubulaire à un taux de chauffage constant, à 200 oC/h.</li>
	<li>Mesurer la désorption thermique de l'hydrogène du spécimen après la procédure FW à l'aide du GC.</li>
</ol>4. Évaluation matérielle après la procédure FW
<ol><li>Effectuer des tests de tension (au moins 3x, pour assurer la répétabilité) dans l'air de laboratoire avec une vitesse de tête croisée de 2 mm/min à l'aide d'un spécimen qui a été traité par la procédure FW.</li>
	<li>Mesurer les propriétés tendues (p. ex. résistance à la tension, souche de fracture) obtenues à partir de la courbe de contrainte-souche dans le test de tension.</li>
	<li>Observez le comportement de fracture avec un microscope électronique secondaire (SEM) après l'essai tendu.</li>
</ol>

<ol><li>Horikawa, K., Matsubara, T., Kobayashi, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrogen+charging+of+Al-Mg-Si-based+alloys+by+friction+in+water+and+its+effect+on+tensile+properties%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+Science+and+Engineering+A%22%5BJournal%5D)">Hydrogen charging of Al-Mg-Si-based alloys by friction in water and its effect on tensile properties.</a> Materials Science and Engineering A. 764, 138199(2019).</li>
<li>Horikawa, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Current+research+trends+in+aluminum+alloys+for+a+high-pressure+hydrogen+gas+container%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Japan+Institute+of+Light+Metals%22%5BJournal%5D)">Current research trends in aluminum alloys for a high-pressure hydrogen gas container.</a> Journal of Japan Institute of Light Metals. 60, 542-547 (2010).</li>
<li>Kuramoto, S., Hsieh, M. C., Kanno, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Environmental+embrittlement+of+Al-Mg-Si+base+alloys+deformed+at+low+strain+rates+in+laboratory+air%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Japan+Institute+of+Light+Metals%22%5BJournal%5D)">Environmental embrittlement of Al-Mg-Si base alloys deformed at low strain rates in laboratory air.</a> Journal of Japan Institute of Light Metals. 52, 250-255 (2002).</li>
<li>Horikawa, K., Yoshida, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visualization+of+Hydrogen+in+Tensile-Deformed+Al-5%25Mg+Alloy+by+means+of+Hydrogen+Microprint+Technique+with+EBSP+Analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+Transactions%22%5BJournal%5D)">Visualization of Hydrogen in Tensile-Deformed Al-5%Mg Alloy by means of Hydrogen Microprint Technique with EBSP Analysis.</a> Materials Transactions. 45, 315-318 (2004).</li>
<li>Ueda, K., Horikawa, K., Kanno, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Suppression+of+high+temperature+embrittlement+of+Al-5%25Mg+alloys+containing+a+trace+of+sodium+caused+by+antimony+addition%5BTitle%5D)+AND+%22Scripta+Materialia%22%5BJournal%5D)">Suppression of high temperature embrittlement of Al-5%Mg alloys containing a trace of sodium caused by antimony addition.</a> Scripta Materialia. 37, 1105-1110 (1996).</li>
<li>Horikawa, K., Ando, N., Kobayashi, H., Urushihara, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visualization+of+hydrogen+gas+evolution+during+deformation+and+fracture+in+SCM+440+steel+with+different+tempering+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+Science+and+Engineering+A%22%5BJournal%5D)">Visualization of hydrogen gas evolution during deformation and fracture in SCM 440 steel with different tempering conditions.</a> Materials Science and Engineering A. 534, 495-503 (2012).</li>
<li>Horikawa, K., Yamada, H., Kobayashi, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+strain+rate+on+hydrogen+gas+evolution+behavior+during+tensile+deformation+in+6061+and+7075+aluminum+alloys%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Japan+Institute+of+Light+Metals%22%5BJournal%5D)">Effect of strain rate on hydrogen gas evolution behavior during tensile deformation in 6061 and 7075 aluminum alloys.</a> Journal of Japan Institute of Light Metals. 62, 306-312 (2012).</li>
<li>Horikawa, K., Okada, H., Kobayashi, H., Urushihara, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visualization+of+diffusive+hydrogen+in+low+alloy+steel+by+means+of+hydrogen+microprint+technique+at+elevated+temperatures%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+Transactions%22%5BJournal%5D)">Visualization of diffusive hydrogen in low alloy steel by means of hydrogen microprint technique at elevated temperatures.</a> Materials Transactions. 50, 759-764 (2009).</li>
<li>Horikawa, K., Okada, H., Kobayashi, H., Urushihara, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visualization+of+hydrogen+during+fatigue+fracture+in+an+Al-Mg-Si+alloy%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Japan+Institute+of+Light+Metals%22%5BJournal%5D)">Visualization of hydrogen during fatigue fracture in an Al-Mg-Si alloy.</a> Journal of Japan Institute of Light Metals. 56, 210-213 (2006).</li>
<li>Horikawa, K., Okada, H., Kobayashi, H., Urushihara, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visualization+of+hydrogen+distribution+in+tensile-deformed+Al-5%25Mg+alloy+investigated+by+means+of+hydrogen+microprint+technique+with+EBSP%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+Japan+Institute+of+Metals%22%5BJournal%5D)">Visualization of hydrogen distribution in tensile-deformed Al-5%Mg alloy investigated by means of hydrogen microprint technique with EBSP.</a> Journal of the Japan Institute of Metals. 68, 1043-1046 (2004).</li>
<li>Yamada, H., Tsurudome, M., Miura, N., Horikawa, K., Ogasawara, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ductility+loss+of+7075+aluminum+alloys+affected+by+interaction+of+hydrogen%2C+fatigue+deformation%2C+and+strain+rate%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+Science+and+Engineering+A%22%5BJournal%5D)">Ductility loss of 7075 aluminum alloys affected by interaction of hydrogen, fatigue deformation, and strain rate.</a> Materials Science and Engineering A. 642, 194-203 (2015).</li>
<li>Toda, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+hydrogen+micro+pores+on+mechanical+properties+in+a+2024+aluminum+alloys%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+Transactions%22%5BJournal%5D)">Effects of hydrogen micro pores on mechanical properties in a 2024 aluminum alloys.</a> Materials Transactions. 54, 2195-2201 (2013).</li>
<li>Yamada, H., Horikawa, K., Matsumoto, T., Kobayashi, H., Ogasawara, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrogen+evolution+behavior+of+tensile+deformation+process+in+6061+and+7075+aluminum+alloys%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Japan+Institute+of+Light+Metals%22%5BJournal%5D)">Hydrogen evolution behavior of tensile deformation process in 6061 and 7075 aluminum alloys.</a> Journal of Japan Institute of Light Metals. 61, 297-302 (2011).</li>
<li>Horikawa, K., Kobayashi, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrogen+absorption+of+pure+aluminum+by+friction+of+the+surface+in+water+and+its+effect+on+tensile+properties%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+Japan+Institute+of+Metals%22%5BJournal%5D)">Hydrogen absorption of pure aluminum by friction of the surface in water and its effect on tensile properties.</a> Journal of the Japan Institute of Metals. 84, (2020).</li>
<li>Suzuki, H., Kobayashi, D., Hanada, N., Takai, K., Hagihara, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Existing+state+of+hydrogen+in+electrochemically+charged+commercial-purity+aluminum+and+its+effects+on+tensile+properties%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+Transactions%22%5BJournal%5D)">Existing state of hydrogen in electrochemically charged commercial-purity aluminum and its effects on tensile properties.</a> Materials Transactions. 52, 1741-1747 (2011).</li>
<li>Horikawa, K., Hokazono, S., Kobayashi, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synchronized+monitoring+between+hydrogen+gas+release+and+progress+of+atmospheric+hydrogen+embrittlement+in+7075+aluminum+alloy%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Japan+Institute+of+Light+Metals%22%5BJournal%5D)">Synchronized monitoring between hydrogen gas release and progress of atmospheric hydrogen embrittlement in 7075 aluminum alloy.</a> Journal of Japan Institute of Light Metals. 66, 77-83 (2016).</li>
<li>Manaka, T., Aoki, M., Itoh, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal+desorption+spectroscopy+study+on+the+hydrogen+behavior+in+a+plasma-charged+aluminum%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+Science+Forum%22%5BJournal%5D)">Thermal desorption spectroscopy study on the hydrogen behavior in a plasma-charged aluminum.</a> Materials Science Forum. 879, 1220-1225 (2016).</li>
<li>Ellingham, H. J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reducibility+of+oxides+and+sulphides+in+metallurgical+processes%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+Society+of+Chemical+Industry%22%5BJournal%5D)">Reducibility of oxides and sulphides in metallurgical processes.</a> Journal of the Society of Chemical Industry. 63, 125-133 (1944).</li>
<li>Pourbaix, M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPourbaix%2C+M+%22Atlas+of+electrochemical+equilibria+in+aqueous+solutions%2C+Ist+ed%22">Atlas of electrochemical equilibria in aqueous solutions, Ist ed</a>. , Pergamon Press. New York. 168-176 (1966).</li>
<li>Young, G. A., Scully, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+diffusion+and+trapping+of+hydrogen+in+high+purity+aluminum%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Materialia%22%5BJournal%5D)">The diffusion and trapping of hydrogen in high purity aluminum.</a> Acta Materialia. 46, 6337-6349 (1998).</li>
<li>Smith, S. W., Scully, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+identification+of+hydrogen+trapping+states+in+an+Al-Li-Cu-Zr+alloy+using+thermal+desorption+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Metallurgical+and+Materials+Transactions+A%22%5BJournal%5D)">The identification of hydrogen trapping states in an Al-Li-Cu-Zr alloy using thermal desorption spectroscopy.</a> Metallurgical and Materials Transactions A. 31, 179-193 (2000).</li>
</ol>

Les auteurs n'ont rien à révéler.

Un aspect important de la procédure FW est l'attachement des deux spécimens à l'agitateur magnétique. Parce que le centre de la barre d'agitateur devient la zone de non-friction, il est préférable d'éviter l'attachement des spécimens au centre de la barre d'agitateur.
Le contrôle de la vitesse de rotation de la barre d'agitateur est également important. Lorsque la vitesse est supérieure à 240 tr/min, il devient difficile de maintenir le vaisseau de réaction sur le stade de l'agitateur magnétiq...

En général, les alliages de base en aluminium ont une résistance plus élevée à l'embrittlement d'hydrogène environnemental que l'acier. La forte résistance à l'embrittlement d'hydrogène des alliages d'aluminium est due aux films d'oxyde sur la surface d'alliage bloquant l'entrée d'hydrogène. Pour évaluer et comparer la sensibilité élevée d'embrittlement entre les alliages d'aluminium, la charge d'hydrogène est habituellement exécutée avant l'essai mécanique1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14, 15,16,17. Cependant, il est connu que l'aluminium de charge d'hydrogène n'est pas facile, même en utilisant des méthodes de charge d'hydrogène telles que la charge cathodique15,la déformation lente de taux de contrainte sous l'air humide16,ou le gaz de plasma d'hydrogènechargeant 17. La difficulté de charger l'hydrogène en alliages d'aluminium est également due aux films d'oxyde sur la surface de l'alliage d'aluminium. Nous avons postulé que des quantités plus élevées d'hydrogène pourraient être introduites dans les alliages d'aluminium si nous pouvions enlever le film d'oxyde en permanence dans l'eau. Thermodynamiquement18, l'aluminium pur sans film d'oxyde réagit facilement avec l'eau et génère de l'hydrogène. Sur cette base, nous avons développé une nouvelle méthode de charge de l'hydrogène des alliages d'aluminium basée sur la réaction chimique entre l'eau et l'aluminium non oxyde. Cette méthode est capable d'ajouter de grandes quantités d'hydrogène dans les alliages d'aluminium d'une manière simple.

<table><tbody><tr><td>Four à air</td><td>GC</td><td>QC-1</td><td></td></tr><tr><td>Plaques d’alliage d’aluminium Acier</td><td></td><td>de Kobe</td><td>Al/1.0 mass % Mg/0.8 mass % Si</td></tr><tr><td>Balance électrique</td><td>A& D</td><td>HR-200</td><td></td></tr><tr><td>Récipient en</td><td></td><td></td> verre <td></td></tr><tr><td>Agitateur magnétique</td> sur mesure <td>CORNING</td><td>PC-410D</td><td></td></tr><tr><td>Comparateur optique</td><td>NIKON</td><td>V-12B</td><td></td></tr><tr><td>pH-mètre</td><td>Sato Tech</td><td>PH-230SDJ</td><td></td></tr><tr><td>Tube de quartz</td><td>Polisseuse</td><td></td><td></td> rotative sur mesure</tr><tr><td></td><td>IMT</td><td>IM-P2</td><td></td></tr><tr><td>Microscope électrom secondaire</td><td>JOEL</td><td>JSM-5310LV</td><td></td></tr><tr><td>Capteur chromatographe en phase gazeuse</td><td>FIS Inc.</td><td>SGHA</td><td></td></tr><tr><td>Carbure de silicium Papier émeri</td><td>IMT</td><td>531SR</td><td></td></tr><tr><td>Machine d’essai de traction</td><td>Toshin Kogyo</td><td>SERT-5000-C</td><td></td></tr><tr><td>Four tubulaire</td><td>Honma Riken</td><td></td><td>Sur mesure</td></tr></tbody></table>

charge d'hydrogène de l'aluminium utilisant la friction dans l'eau

Hydrogen Charging of Aluminum using Friction in Water

Une nouvelle méthode de charge de l'hydrogène de l'aluminium a été développée au moyen d'une friction dans l'eau (FW) procédure. Cette procédure peut facilement introduire de grandes quantités d'hydrogène dans l'aluminium en fonction de la réaction chimique entre l'eau et l'aluminium non-oxydé enduit.

Production/absorption d'hydrogène par la procédure FW La figure 2 montre le comportement de production d'hydrogène pendant la procédure FW des alliages Al-Mg-Si contenant différentes quantités de fer de 0,1 % de masse à 0,7 masse. Le spécimen émet continuellement une grande quantité d'hydrogène lorsque l'agitateur a commencé à tourner. Ceci suggère que l'hydrogène a été généré par une réaction chimique provoquée par la friction entre la surface de l'alliage et l'eau. De p...

Afin d'introduire de grandes quantités d'hydrogène dans les alliages d'aluminium et d'aluminium, une nouvelle méthode de charge de l'hydrogène a été développée, appelée la friction dans la procédure de l'eau.

Charge d'hydrogène de l'aluminium utilisant la friction dans l'eau

A new method of hydrogen charging of aluminum was developed by means of a friction in water (FW) procedure. This procedure can easily introduce high ...

Lorsque vous chargez des alliages d’aluminium avec de l’hydrogène, la présence de film d’oxyde à la surface est un défi. Pour résoudre ce problème, nous avons développé une méthode qui peut introduire une grande quantité d’hydrogène dans les alliages d’aluminium en utilisant la friction dans l’eau. La méthode est plus facile à comprendre lorsque la rotation de la barre d’agitation et du spécimen sur le papier de polissage peut être visualisée.Le succès dépend de la stabilisation de la rotation de la barre d’agitation. Mme Michiko Arayama, étudiante de premier cycle de mon laboratoire, fera la démonstration de la procédure. Fabriquez les pièces d’essai en alliage d’aluminium telles que décrites dans le texte.Effectuez un traitement thermique de solution en chauffant les pièces d’essai dans un four à air à 520 degrés Celsius pendant une heure, puis en étancher les pièces d’essai dans l’eau. Pour l’étape suivante, le traitement thermique de pointe, anneal les pièces d’essai à 175 degrés Celsius pendant 18 heures. La dernière étape dans la préparation des pièces d’essai est le polissage de la surface à l’aide de papier d’émeri carbure de silicium.Avant de procéder à la friction dans la procédure d’eau, peser et mesurer les pièces d’essai. Utilisez un équilibre électrique pour peser les pièces d’essai à une précision de 0,0001 grammes. Utilisez un comparateur optique pour mesurer l’épaisseur et la largeur des pièces d’essai à une précision de 0,0001 millimètres.Le frottement dans la procédure d’eau est effectué dans un récipient de réaction sur mesure magnétiquement agité. Pour commencer, utilisez de la colle pour fixer deux pièces d’essai à une barre de remous triangulaire en polymère fluorocarbone. Ensuite, préparez le récipient de réaction, un récipient en verre sur mesure.Utilisez du ruban adhésif à double face pour fixer le papier poli au fond intérieur du récipient de réaction. Placez le récipient de réaction sur l’agitateur magnétique. Placez ensuite les morceaux d’essai et remuez la barre sur le papier poli et le récipient de réaction, et ajoutez 100 millilitres d’eau distillée.Placez le couvercle en caoutchouc sur le récipient de réaction. Connectez l’entrée de gaz à l’argon de haute pureté et allumez le gaz. Connectez la prise de gaz à un chromatographe à gaz.Incrustez la sonde de pH dans le récipient par le couvercle en caoutchouc. Allumez l’argon. Une fois que le gaz dans le récipient de réaction a été complètement remplacé par l’argon, l’appareil est prêt pour charger les morceaux d’essai en alliage d’aluminium.Allumez l’agitateur magnétique. Pour stabiliser le mouvement de la barre d’agitation dans l’eau, il est important de contrôler la vitesse de rotation. Une vitesse allant de 60 rpm à 240 rpm est la meilleure.Toutes les deux minutes, mesurez la concentration d’hydrogène à l’aide du chromatographe à gaz et mesurez le pH. Après une heure, éteignez l’agitateur magnétique et retirez les pièces d’essai et la barre de remue-remuer du récipient de réaction. Pour détacher les pièces d’essai de la barre de remous, immerger dans l’acétone, et appliquer des vibrations ultrasoniques pendant cinq minutes.Avant de passer à l’étape suivante, mesurez le poids et l’épaisseur des pièces d’essai. Utilisez une machine d’essai tensile pour mesurer les propriétés matérielles des pièces d’essai. Réglez la vitesse transversale de la machine à deux millimètres par minute.Mesurez ensuite la relation stress-tension pour les pièces d’essai. Pour calculer la quantité d’hydrogène absorbée pendant la friction dans la procédure d’eau, mesurez d’abord l’hydrogène libéré par les pièces d’essai lorsqu’il est chauffé. Couper la pièce d’essai en forme rectangulaire d’un par cinq par 10 millimètres.Placez la pièce d’essai à l’intérieur d’un tube de quartz d’un diamètre de 10 millimètres et placez le tube de quartz dans un four tubulaire. Connectez le tube au chromatographe à gaz et à l’approvisionnement en gaz argon. Activez le flux de gaz argon.Chauffer le tube de quartz contenant la pièce d’essai, augmentant la température à un taux constant de 200 degrés Celsius par heure jusqu’à ce qu’il atteigne une température de 625 degrés Celsius. Pendant que le tube de quartz et la pièce d’essai sont chauffés, utilisez le chromatographe à gaz pour mesurer l’hydrogène libéré toutes les deux minutes. Des alliages aluminium-magnésium-silicium avec trois concentrations différentes de fer ont été soumis à la friction dans la procédure d’eau, 0,1% fer, 0,2% fer, et 0,7% fer.Quelle que soit la concentration de fer, les pièces d’essai ont émis de grandes quantités d’hydrogène pendant la procédure. L’analyse thermique de désorption a été effectuée sur des échantillons non chargés et chargés d’hydrogène. Quelle que soit la concentration en fer de l’alliage, la concentration totale d’hydrogène a augmenté en raison de la friction dans la procédure d’eau.Comparé à la méthode de pré-souillé dans l’air humide, la friction dans l’eau est une méthode efficace de charge d’hydrogène un alliage d’aluminium. L’analyse de désorption thermique a montré un taux plus élevé de libération d’hydrogène pour l’alliage chargé en utilisant le frottement dans la procédure d’eau, et la concentration calculée d’hydrogène était sensiblement plus élevée. Par rapport aux échantillons d’alliage non chargés, les échantillons d’alliage chargés d’hydrogène ont montré une plus faible ductilité.Cela indique que le frottement dans la procédure d’eau a eu comme conséquence l’embrittlement d’hydrogène. La microscopie électronique secondaire a été employée pour examiner la morphologie de rupture de l’alliage aluminium-magnésium-silicium contenant 0.1% de fer. Après la friction dans la procédure d’eau, la morphologie a changé en une rupture de limite de grain.Ceci indique que les atomes d’hydrogène introduits par la friction dans la procédure d’eau ont augmenté la décohésion des limites de grain, menant à l’embrittlement d’hydrogène. Il est possible de charger à l’hydrogène des alliages d’aluminium par l’exposition et l’air humide avec une déformation fragile avec un taux d’agitation lent. Toutefois, la méthode actuelle entraîne une plus grande quantité de charge d’hydrogène.Cette méthode permet aux chercheurs d’évaluer facilement la sensibilité à l’hydrogène des alliages d’aluminium qui ont une variété de compositions chimiques différentes. Il peut être appliqué au développement de matériaux de stockage de l’hydrogène.

hydrogen-charging-of-aluminum-using-friction-in-water

Research

Recherche

JoVE Journal

Engineering

Ingénierie

L’étude des méthodes de production d’hydrogène à la demande pour les piles à combustible continue de gagner en importance. Cependant, les systèmes permettant de mesurer l’évolution de l’hydrogène à partir de la réaction des produits chimiques avec l’eau peuvent être compliqués et coûteux. Cet article détaille une méthode simple, peu coûteuse et robuste pour mesurer l’évolution de l’hydrogène gazeux.

A, Low-cost Simple et robuste système pour mesurer le volume de l&#39;hydrogène Evolved par des réactions chimiques avec des solutions aqueuses

Une suspension de nanoparticules d'hydroxyde d'aluminium ultrafin a été préparée via le titrage contrôlé de [Al (H 2 O)] 3+ avec de la L-arginine à pH 4,6 avec et sans confinement à effet cage dans les canaux mésoporeux de MCM-41.

Préparation Facile de particules d&#39;hydroxyde d&#39;aluminium ultrafin avec ou sans MCM-41 mésoporeux dans des environnements ambiants

Un protocole de fabrication d’oxydes d’aluminium anodique nanoporeux via simultanée multi-surfaces anodisation, suivi par des détachements d’escalier comme biais inverse est présenté. Il peut être appliqué à plusieurs reprises le même substrat d’aluminium, présentant un facile, rendement élevé et écologiquement propre stratégie.

Anodizations multi-surfaces simultanées et détachement d’escalier comme biais inverse d’oxydes d’aluminium anodique en acide sulfurique et d’acide oxalique électrolyte

Une méthodologie de test pour quantifier les propriétés tribologiques des polymères utilisés dans le service d’infrastructure de l’hydrogène est démontrée et on discute des résultats caractéristiques d’un élastomère commun.

In Situ Haute pression hydrogène tribologique, essais des matériaux polymères communs utilisés dans l’Infrastructure de prestation d’hydrogène

Nous présentons ici un protocole visant à mesurer la synergie tribocorrosion de taux et d’usure-corrosion des couches minces et en vrac alliages d’Al dans l’eau de mer simulée à température ambiante.

Détermination des taux Tribocorrosion et synergie d’usure-Corrosion des alliages d’aluminium en vrac et mince Film

Dans ce travail, nous décrivons un protocole pour fabriquer des nanofils de fer, y compris la formation de la membrane poreuse d'alumine qui est utilisée comme modèle, l'électrodéposition dans les modèles utilisant la solution d'électrolyte, et la libération des nanofils dans la solution.

Fabrication de nanofils de fer par nano-Porous Anodized Aluminum et sa caractérisation

Les réacteurs à membrane permettent l’hydrogénation dans des conditions ambiantes sans apport direct deH2 . Nous pouvons suivre la production et l’utilisation de l’hydrogène dans ces systèmes en utilisant la spectrométrie de masse atmosphérique (atm-MS) et la spectrométrie de masse par chromatographie en phase gazeuse (GC-MS).

Production et utilisation de l’hydrogène dans un réacteur à membrane

Ce protocole introduit la conception et l’évaluation d’électrodes tridimensionnelles innovantes pour les piles à combustible au peroxyde d’hydrogène, en utilisant un tissu en fibre de carbone électrolytique au or et des électrodes en mousse de ni. Les résultats de la recherche mettent en évidence le potentiel du peroxyde d’hydrogène en tant que candidat prometteur pour les technologies énergétiques durables.

Les piles à combustible au peroxyde d’hydrogène sans membrane, une source d’énergie propre prometteuse

Ce protocole guide la fabrication et l’analyse électrochimique d’électrocatalyseurs bimétalliques CuZn et NiCo soutenus par MXene pour la production de combustibles verts à partir de dioxyde de carbone et d’eau à l’aide de l’énergie solaire.

Production électrochimique de carburant vert à partir de CO2 et d’eau à l’aide de catalyseurs CuZn et NiCo soutenus par Ti3C2Tx MXene

Le but de cette expérience est de déterminer et de contrôler la taille, la forme et la stabilité de l'auto-assemblés amphiphiles discotiques dans l'eau. Pour aqueuses à base de polymères supramoléculaires un tel niveau de contrôle est très difficile. Nous appliquons une stratégie en utilisant les deux interactions répulsives et attractives. Les techniques expérimentales appliquées pour caractériser ce système sont largement applicables.

Contrôle de la taille, la forme et la stabilité des polymères supramoléculaires dans l&#39;eau

Découvrez une méthode innovante de charge d'hydrogène dans les alliages d'aluminium par friction dans l'eau. Cette technique surmonte le défi du film d'oxyde pour améliorer le stockage de l'hydrogène.

Charge d'hydrogène de l'aluminium utilisant la friction dans l'eau

Explorer plus de vidéos