Login processing...

JoVE Journal
Engineering

A subscription to JoVE is required to view this content.
You will only be able to see the first 2 minutes.

JoVE Journal Engineering

Hydrogenlading av aluminium ved hjelp av friksjon i vann

Visualizing Uniaxial-strain Manipulation of Antiferromagnetic Domains in Fe1+YTe Using a Spin-polarized Scanning Tunneling Microscope

Journal (Engineering)

Visualizing Uniaxial-strain Manipulation of Antiferromagnetic Domains in Fe₁₊_YTe Using a Spin-polarized Scanning Tunneling Microscope

Quantifying the Relative Thickness of Conductive Ferromagnetic Materials Using Detector Coil-Based Pulsed Eddy Current Sensors

Journal (Engineering)

Quantifying the Relative Thickness of Conductive Ferromagnetic Materials Using Detector Coil-Based Pulsed Eddy Current Sensors

Click here for the English version

Hydrogenlading av aluminium ved hjelp av friksjon i vann

Article DOI: 10.3791/60711-v

January 28th, 2020 •

Keitaro Horikawa¹, Hidetoshi Kobayashi¹

¹Department of Mechanical Science and Bioengineering, Osaka University

Chapters

Summary
Automatic Translation

English (Original)
العربية (Arabic)
中文 (Chinese)
dansk (Danish)
Nederlands (Dutch)
français (French)
Deutsch (German)
עברית (Hebrew)
हिंदी (Hindi)
italiano (Italian)
日本語 (Japanese)
한국어 (Korean)
norsk (Norwegian)
português (Portugese)
русский (Russian)
español (Spanish)
svenska (Swedish)
Türkçe (Turkish)

January 28th, 2020

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the English version.

For å introdusere store mengder hydrogen i aluminium og aluminiumlegeringer, ble en ny metode for hydrogenlading utviklet, kalt friksjonen i vannprosedyren.

Transcript

Ved lading av aluminiumslegeringer med hydrogen, er tilstedeværelsen av oksidfilm på overflaten en utfordring. For å løse dette problemet har vi utviklet en metode som kan introdusere høy mengde hydrogen i aluminiumslegeringer ved hjelp av friksjon i vann. Metoden er lettest å forstå når rotasjonen av rørestangen og prøven på poleringspapiret kan visualiseres.

Suksess avhenger av å stabilisere rotasjonen av rørestangen. Viser prosedyren vil Ms.Michiko Arayama, en lavere student fra laboratoriet mitt. Fremstille aluminiumslegering test stykker som beskrevet i teksten.

Utfør en løsningsvarmebehandling ved å varme opp testbitene i en luftovn ved 520 grader Celsius i en time og deretter slukke testbitene i vann. For neste trinn, den toppaldrende varmebehandlingen, anneal testbitene ved 175 grader Celsius i 18 timer. Det siste trinnet i utarbeidelsen av testbrikkene er polering av overflaten ved hjelp av silisiumkarbidsorgelpapir.

Før du går videre til friksjonen i vannprosedyren, veie og måle teststykker. Bruk en elektrisk balanse til å veie testbrikkene til en presisjon på 0,0001 gram. Bruk en optisk komparator til å måle tykkelsen og bredden på testbrikkene til en presisjon på 0,0001 millimeter.

Friksjonen i vannprosedyren utføres i et magnetisk omrørt skreddersydd reaksjonsfartøy. Til å begynne med, bruk lim for å feste to teststykker til en fluorkarbonpolymer trekantet rørestang. Deretter forbereder du reaksjonsbeholderen, en skreddersydd glassbeholder.

Bruk dobbeltsidig tape til å feste poleringspapir til innsiden av reaksjonsbeholderen. Plasser reaksjonsbeholderen på den magnetiske røreren. Plasser deretter teststykker og rørstangen på toppen av poleringspapiret og reaksjonsbeholderen, og tilsett 100 milliliter destillert vann.

Plasser gummidekselet på reaksjonsbeholderen. Koble gassinntaket til høy renhet argon, og slå på gassen. Koble gassuttaket til et gasskromatograf.

Inn i pH-sonden inn i fartøyet gjennom gummidekselet. Slå på argon. Når gassen i reaksjonsbeholderen er fullstendig erstattet av argon, er apparatet klart for lading av aluminiumslegeringstestbitene.

Slå på den magnetiske røreren. For å stabilisere bevegelsen av rørestangen i vannet, er det viktig å kontrollere rotasjonshastigheten. En hastighet fra 60 rpm til 240 rpm er best.

Hvert annet minutt måler du hydrogenkonsentrasjonen ved hjelp av gasskromatografien, og måler pH-en. Etter en time slår du av den magnetiske røreren, og fjerner teststykker og rørstangen fra reaksjonsbeholderen. For å løsne teststykker fra rørestangen, dypp dem i aceton og bruk ultralydvibrasjon i fem minutter.

Før du går videre til neste trinn, mål vekten og tykkelsen på testbitene. Bruk en strekktestmaskin til å måle materialegenskapene til teststykkene. Sett maskinens crosshead-hastighet til to millimeter per minutt.

Mål deretter stressbelastningsforholdet for testbitene. For å beregne mengden hydrogen som absorberes under friksjonen i vannprosedyren, må du først måle hydrogenet som frigjøres av testbitene når det varmes opp. Klipp teststykket til en rektangulær form på en av fem med 10 millimeter.

Plasser teststykket inne i et kvartsrør med en diameter på 10 millimeter, og plasser kvartsrøret i en rørformet ovn. Koble røret til gasskromatografien og til argongassforsyningen. Slå på strømmen av argongass.

Varm kvartsrøret som inneholder teststykket, og øke temperaturen med en konstant hastighet på 200 grader Celsius per time til den når en temperatur på 625 grader Celsius. Mens kvartsrøret og teststykket varmes opp, bruk gasskromatografien til å måle hydrogenet som frigjøres annethvert minutt. Aluminium-magnesium-silisium legeringer med tre forskjellige jernkonsentrasjoner ble utsatt for friksjon i vannprosedyre, 0,1% jern, 0,2% jern, og 0,7%jern.

Uavhengig av jernkonsentrasjonen, utgir testbitene store mengder hydrogen under prosedyren. Termisk avsorpsjonsanalyse ble utført på både uladede og hydrogenladede prøver. Uavhengig av jernkonsentrasjonen av legeringen økte den totale hydrogenkonsentrasjonen som følge av friksjonen i vannprosedyren.

Sammenlignet med metoden for pre-farget i fuktig luft, friksjon i vann er en effektiv metode for hydrogen lading en aluminiumslegering. Termisk avsorpsjonsanalyse viste en høyere hydrogenfrigjøringshastighet for legering ladet ved hjelp av friksjonen i vannprosedyren, og den beregnede hydrogenkonsentrasjonen var betydelig høyere. Sammenlignet med uladede legeringsprøver viste hydrogenladede legeringsprøver lavere duktilitet.

Dette indikerer at friksjonen i vannprosedyren resulterte i hydrogenfristelse. Sekundær elektronmikroskopi ble brukt til å undersøke bruddmorfologien til aluminium-magnesium-silisiumlegering som inneholder 0,1%jern. Etter friksjonen i vannprosedyren endret morfologien til en korngrensebrudd.

Dette indikerer at hydrogenatomer introdusert av friksjonen i vannprosedyren forbedret avkok av korngrenser, noe som førte til hydrogenfristverk. Det er mulig å hydrogen-lade aluminiumslegeringer gjennom eksponering og fuktig luft med sprø deformasjon med en langsom omrøringshastighet. Den nåværende metoden resulterer imidlertid i en større mengde hydrogenlading.

Denne metoden gjør det enkelt for forskere å evaluere hydrogenfristelsen til aluminiumlegeringer som har en rekke forskjellige kjemiske sammensetninger. Det kan brukes på utvikling av hydrogenlagringsmaterialer.

X

Simple Hit Counter