Aby wprowadzić duże ilości wodoru do aluminium i stopów aluminium, opracowano nową metodę ładowania wodoru, zwaną procedurą tarcia w wodzie.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Ładowanie wodorem aluminium za pomocą tarcia w wodzie
W tym artykule
Podsumowanie
Streszczenie
Nowa metoda ładowania aluminium wodorem została opracowana za pomocą procedury tarcia w wodzie (FW). Ta procedura może łatwo wprowadzić duże ilości wodoru do aluminium w oparciu o reakcję chemiczną między wodą a aluminium pokrytym tlenkiem.
Wprowadzenie
Ogólnie rzecz biorąc, stopy na bazie aluminium mają wyższą odporność na kruchość wodorową niż stal. Wysoka odporność stopów aluminium na kruchość wodorową wynika z tego, że warstwy tlenków na powierzchni stopu blokują wnikanie wodoru. Aby ocenić i porównać wysoką wrażliwość na kruchość między stopami aluminium, ładowanie wodorem jest zwykle wykonywane przed testami mechanicznymi1,2,3,4,5,6,7,8,
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Protokół
1. Przygotowanie materiału
- Stosować płytki o grubości 1 mm wykonane ze stopu aluminiowo-magnezowo-krzemowego zawierającego 1% masy Mg i 0,8% masowo Si (Al-Mg-Si).
- Wykonać próbki do badań z płytek ze stopu Al-Mg-Si o długości 10 mm i szerokości 5 mm.
- Próbki do badań wyżarzać w temperaturze 520 °C przez 1 godzinę w piecu powietrznym. Hartować w wodzie jako obróbkę cieplną w roztworze.
- Wyżarzać próbki do badań w temperaturze 175 °C przez 18 godzin jako obróbkę cieplną ze starzeniem szczytowym (odpuszczanie T6).
- Wypoleruj powierzchnię próbek do badań za pomocą papieru ściernego z węglika krzemu (#2000) bez wody.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wyniki
Generowanie/absorpcja wodoru w procedurze FW
Rycina 2 przedstawia zachowanie generowania wodoru podczas procedury FW stopów Al-Mg-Si zawierających różne ilości żelaza od 0,1 mass % do 0,7 mass %. Próbka nieprzerwanie emitowała dużą ilość wodoru po rozpoczęciu obrotu mieszadła. Sugeruje to, że wodór był generowany w wyniku reakcji chemicznej wywołanej tarciem między powierzchnią stopu a wodą. Ponadto wartość pH wody podczas procedury FW nieznacznie wzrosła z 6,5–7,5, jak .......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Dyskusja
Jednym z ważnych aspektów procedury FW jest przymocowanie dwóch próbek do mieszadła magnetycznego. Ponieważ środek pręta mieszadła staje się strefą bez tarcia, najlepiej unikać mocowania próbek w środku pręta mieszadła.
Ważna jest również kontrola prędkości obrotowej mieszadła. Gdy prędkość przekracza 240 obr./min, trudno jest utrzymać naczynie reakcyjne na stoliku mieszadła magnetycznego. Gdy procedura FW jest przeprowadzana z dużą prędkością, konieczne jest przymocowanie naczynia reakcyjnego.......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Oświadczenia
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Podziękowania
Ta praca została częściowo wsparta finansowo przez The Light Metal Educational Foundation, Inc., Osaka, Japonia
....Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Materiały
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Piec powietrzny | GC | QC-1 | |
| Płyty ze stopu aluminium | Kobe Steel | Al/1,0 masy%%, Mg/0,8% masy%, Si | |
| Bilans elektryczny | A& D | HR-200 | |
| Szklany pojemnik | Wykonane na zamówienie | ||
| Mieszadło magnetyczne | CORNING | PC-410D | |
| Komparator optyczny | NIKON | V-12B | |
| pH-metr | Sato Tech | PH-230SDJ | |
| Rurka | Wykonana na zamówienie | ||
| Obrotowa maszyna do polerowania | IMT | IM-P2 | |
| Wtórny mikroskop elektronowy | JOEL | JSM-5310LV | |
| Chromatograf gazowy z czujnikiem | FIS Inc. | SGHA | |
| Papier ścierny z węglika krzemu | IMT | 531SR | |
| Maszyna do prób rozciągania | Toshin Kogyo | SERT-5000-C | |
| Piec rurowy | Honma Riken | Wykonane na zamówienie |
Bibliografia
- Horikawa, K., Matsubara, T., Kobayashi, H. Hydrogen charging of Al-Mg-Si-based alloys by friction in water and its effect on tensile properties. Materials Science and Engineering A. 764, 138199(2019).
- Horikawa, K.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przedruki i uprawnienia
