Summary

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

Published: January 28, 2020
doi:

Summary

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.

Abstract

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.

Introduction

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.

Protocol

1. Préparation des matériaux 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). 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. 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. Anneal les pièces d’essai à 175 oC pendant 1…

Representative Results

Production/absorption d’hydrogène par la procédure FWLa 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’…

Discussion

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’agita…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

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

Materials

Air furnace GC QC-1
Aluminum alloy plates Kobe Steel Al/1.0 mass% Mg/0.8 mass% Si
Electric balance A&D HR-200
Glass container Custom made
Magnetic stirrer CORNING PC-410D
Optical Comparator NIKON V-12B
pH meter Sato Tech PH-230SDJ
Quartz tube Custom made
Rotary polishing machine IMT IM-P2
Secondary electrom microscope JOEL JSM-5310LV
Sensor gas chromatograph FIS Inc. SGHA
Silicon carbide emery paper IMT 531SR
Tensile testing machine Toshin Kogyo SERT-5000-C
Tubular furnace Honma Riken Custom made

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Cite This Article
Horikawa, K., Kobayashi, H. Hydrogen Charging of Aluminum using Friction in Water. J. Vis. Exp. (155), e60711, doi:10.3791/60711 (2020).

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