Engineering
A subscription to JoVE is required to view this content.
You will only be able to see the first 2 minutes.
The JoVE video player is compatible with HTML5 and Adobe Flash. Older browsers that do not support HTML5 and the H.264 video codec will still use a Flash-based video player. We recommend downloading the newest version of Flash here, but we support all versions 10 and above.
If that doesn't help, please let us know.
Waterstof opladen van aluminium met behulp van wrijving in water
Chapters
Summary January 28th, 2020
Please note that all translations are automatically generated.
Click here for the English version.
Om hoge hoeveelheden waterstof in aluminium en aluminiumlegeringen te introduceren, werd een nieuwe methode van waterstoflading ontwikkeld, genoemd de wrijving in waterprocedure.
Transcript
Bij het opladen van aluminiumlegeringen met waterstof is de aanwezigheid van oxidefolie op het oppervlak een uitdaging. Om dit probleem op te lossen, hebben we een methode ontwikkeld die een grote hoeveelheid waterstof kan introduceren in aluminiumlegeringen met behulp van wrijving in water. De methode is het gemakkelijkst te begrijpen wanneer de rotatie van de roerstaaf en het monster op het polijstpapier kunnen worden gevisualiseerd.
Succes hangt af van het stabiliseren van de rotatie van de roerstaaf. Het aantonen van de procedure zal Ms.Michiko Arayama, een student van mijn laboratorium. Fabriceer de aluminiumlegering proefstukken zoals beschreven in de tekst.
Voer een oplossing warmtebehandeling door het verwarmen van de proefstukken in een luchtoven op 520 graden Celsius gedurende een uur en vervolgens blussen van de stukjes in water. Voor de volgende stap, de piek-aging warmtebehandeling, anneal de teststukken op 175 graden Celsius voor 18 uur. De laatste stap in de voorbereiding van de proefstukken is het polijsten van het oppervlak met behulp van silicium carbide emery papier.
Voordat u overgaat tot de wrijving in de waterprocedure, weegt en meet u de proefstukken. Gebruik een elektrische balans om de teststukken te wegen tot een precisie van 0,0001 gram. Gebruik een optische comparator om de dikte en breedte van de teststukken te meten tot een precisie van 0,0001 millimeter.
De wrijving in de waterprocedure wordt uitgevoerd in een magnetisch geroerd op maat gemaakt reactievat. Gebruik om te beginnen, gebruik lijm om twee teststukken te hechten aan een fluorkoolwaterstof polymeer driehoekige roerstaaf. Bereid vervolgens het reactievat, een op maat gemaakte glascontainer.
Gebruik dubbelzijdige tape om polijstpapier aan de binnenbodem van het reactievat te bevestigen. Plaats het reactievat op de magneetroerder. Plaats vervolgens de proefstukken en roerbalk op de top van het polijstpapier en het reactievat, en voeg 100 milliliter gedestilleerd water toe.
Plaats de rubberen deksel op het reactievat. Sluit de gasinlaat aan op een hoge zuiverheid argon en zet het gas aan. Sluit de gasafvoer aan op een gaschromatgraaf.
Plaats de pH-sonde via de rubberen afdekking in het vat. Zet de argon aan. Zodra het gas in het reactievat volledig is vervangen door de argon, is het apparaat klaar om de aluminiumlegeringsproefstukken op te laden.
Zet de magneetroerder aan. Om de beweging van de roerstaaf in het water te stabiliseren, is het regelen van de rotatiesnelheid belangrijk. Een snelheid variërend van 60 rpm tot 240 rpm is het beste.
Meet elke twee minuten de waterstofconcentratie met behulp van de gaschromatograaf en meet de pH. Zet na een uur de magneetroerder uit en verwijder de teststukken en roerstaaf uit het reactievat. Om de teststukken los te maken van de roerstaaf, dompel ze onder in aceton en breng ultrasone trillingen gedurende vijf minuten aan.
Voordat u doorgaat naar de volgende stap, meet u het gewicht en de dikte van de proefstukken. Gebruik een trekproefmachine om de materiaaleigenschappen van de proefstukken te meten. Stel de kruiskopsnelheid van de machine in op twee millimeter per minuut.
Meet vervolgens de stress-spanning relatie voor de teststukken. Om de hoeveelheid waterstof te berekenen die tijdens de wrijving in de waterprocedure wordt geabsorbeerd, meet eerst de waterstof die door de teststukken wordt vrijgegeven wanneer het wordt verwarmd. Snijd het teststuk in een rechthoekige vorm van één bij vijf bij 10 millimeter.
Plaats het teststuk in een kwartsbuis met een diameter van 10 millimeter en plaats de kwartsbuis in een buisoven. Sluit de buis aan op de gaschromatgraaf en op de argongastoevoer. Zet de stroom van argongas aan.
Verwarm de kwartsbuis met het teststuk en verhoog de temperatuur met een constante snelheid van 200 graden Celsius per uur tot het een temperatuur van 625 graden Celsius bereikt. Terwijl de kwartsbuis en het teststuk worden verwarmd, gebruik de gaschromatograaf om de waterstof te meten die om de twee minuten vrijkomt. Aluminium-magnesium-silicium legeringen met drie verschillende ijzerconcentraties werden onderworpen aan de wrijving in water procedure, 0,1% ijzer, 0,2% ijzer, en 0,7%ijzer.
Ongeacht de ijzerconcentratie, de teststukken uitgestoten grote hoeveelheden waterstof tijdens de procedure. Thermische desorptieanalyse werd uitgevoerd op zowel ongeladen als op waterstof geladen monsters. Ongeacht de ijzerconcentratie van de legering, de totale waterstofconcentratie steeg als gevolg van de wrijving in het water procedure.
Vergeleken met de methode van voorbevlekt in vochtige lucht, wrijving in water is een effectieve methode van waterstof opladen van een aluminiumlegering. Thermische desorptieanalyse toonde een hogere waterstofafgiftesnelheid voor legeringen die met behulp van de wrijving in waterprocedure werden geladen, en de berekende waterstofconcentratie was aanzienlijk hoger. Vergeleken met ongeladen legering monsters, waterstof geladen legering monsters toonde lagere ductility.
Dit geeft aan dat de wrijving in de waterprocedure heeft geleid tot waterstofslibtlement. Secundaire elektronenmicroscopie werd gebruikt om de fractuurmorfologie van aluminium-magnesium-silicium legering met 0,1% ijzer te onderzoeken. Na de wrijving in de waterprocedure veranderde de morfologie in een korrelgrensfractuur.
Dit geeft aan dat waterstofatomen geïntroduceerd door de wrijving in water procedure versterkt de decohesie van graan grenzen, wat leidt tot waterstof embrittlement. Het is mogelijk om aluminiumlegeringen op waterstof te laden door blootstelling en vochtige lucht met broze vervorming met een langzame roersnelheid. De huidige methode leidt echter tot een grotere hoeveelheid waterstofheffing.
Deze methode maakt het gemakkelijk voor onderzoekers om de waterstof brosheid gevoeligheid van aluminium legeringen die een verscheidenheid van verschillende chemische samenstellingen hebben evalueren. Het kan worden toegepast op de ontwikkeling van waterstofopslagmaterialen.
Related Videos
You might already have access to this content!
Please enter your Institution or Company email below to check.
has access to
Please create a free JoVE account to get access
Login to access JoVE
Please login to your JoVE account to get access
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Please enter your email address so we may send you a link to reset your password.
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Your JoVE Unlimited Free Trial
Fill the form to request your free trial.
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Thank You!
A JoVE representative will be in touch with you shortly.
Thank You!
You have already requested a trial and a JoVE representative will be in touch with you shortly. If you need immediate assistance, please email us at subscriptions@jove.com.
Thank You!
Please enjoy a free 2-hour trial. In order to begin, please login.
Thank You!
You have unlocked a 2-hour free trial now. All JoVE videos and articles can be accessed for free.
To get started, a verification email has been sent to email@institution.com. Please follow the link in the email to activate your free trial account. If you do not see the message in your inbox, please check your "Spam" folder.
