Движущая сила процесса наводораживания металлов. ІІ. Титан литой
А. А. Школа
Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03680, ГСП, Киев-142, Украина
Получена: 25.12.2013; окончательный вариант - 17.04.2014. Скачать: PDF
Общим условием принципиального осуществления процесса наводороживания в прямом направлении в закрытой системе являются неравенства $\Delta Gp > 0$ и $\Delta S > 0$. Опираясь на принципы термодинамики неравновесных процессов Онзагера, можно выделить ряд основных потенциалов, которые как способствуют процессу, так и сдерживают его. Значение этих потенциалов на разных этапах передвижения фронта диффузии через поверхностный слой образца неодинаковое. Из данных эксперимента ($Р$, $Т$, $m_{H}$, $\tau$) и оценённого эффективного коэффициента диффузии $D_{эф}$ и объёма $\Delta V_{і}$, заполненного газом за время $\Delta \tau_{i}$, вычислен модуль сжатия растворённого газа водорода ${\partial \mu}/{\partial \rho}$ . С уменьшением этого модуля увеличиваются градиент концентрации, который установился в образце при данных присутствующих внутренних напряжениях, и силы релаксации. Построены зависимости ${\partial \mu}/{\partial \rho}$ от времени наводороживания $\tau$ и глубины проникновения водорода $h$ для разных состояний Ті. По существу величина ${\partial \mu}/{\partial \rho} = f(\tau, h)$ и градиент упругих сил $\Delta \sigma(T)$ оказываются конкурирующими при протекании процесса. Величина ${\partial \mu}/{\partial \rho} = kT/\rho$ образует семейство зависимостей от $T^{-1}$, позволяющее оценить энергию активации релаксации упругих сил. Во всех состояниях литого и отожжённого титана концентрации водорода достигают $C_{H} \leq 4%$ масс., что соответствует формуле ТіH$_{2-\delta}$ ($\delta \geq 0,05$).
Ключевые слова: титан литой, наводораживание металлов, производство энтропии, модуль сжатия газа.
URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v36/i05/0689.html
PACS: 61.66.Dk, 61.72.Ww, 65.50.-m, 82.40.-g, 82.40.Bj