Особенности образования градиентного сплава палладия с водородом

Е. Н. Любименко, А. А. Штепа

Донецкий национальный технический университет, пл. Шибанкова, 2, 85300 Покровск, Украина

Получена: 16.02.2021; окончательный вариант - 15.09.2021. Скачать: PDF

В работе проведено исследование и анализ видеозаписи эксперимента по измерению стрелы изгиба консольно закреплённой пластины из палладия, с одной стороны покрытой медью электролитическим способом. Эксперименты проводились в водородно-вакуумной установке при температуре 280°С, изменении давления в рабочей камере установки и повышении концентрации водорода в палладии на $\Delta n$ = 0,0053 = const. Экспериментально зафиксировано, что изгиб палладиевой пластины при дополнительном насыщении водородом при 280°С состоит из этапа достижения максимального изгиба, который держится несколько секунд, а затем начинает протекать следующий более длительный этап распрямления пластины с достижением почти начального состояния пластины. Впервые экспериментально показано, что при 280°С максимальные изгибы пластины с ростом концентрации водорода в палладии на одинаковую величину при каждом напуске уменьшаются, кинетика протекания процесса распрямления одинакова и изгибы пластины являются обратимыми. Обсуждены физические причины и сделано предположение, что особая физическая природа формирования в первые секунды максимального изгиба пластины обусловлена формированием временного градиентного сплава $\alpha$-PdH$_n$ с определённой толщиной, который обладает другими значениями модуля Юнга, отличными от чистого палладия. Впервые установлено, что при $T$ = 280°С толщина слоя без водорода в палладиевой пластине при формировании градиентного сплава $\alpha$-PdH$_n$ зависит от содержания водорода в палладии и уменьшение этой толщины происходит именно в области идеальных и псевдоидеальных твёрдых растворов водорода в палладии.

Ключевые слова: водород, палладий, градиентный сплав $\alpha$-PdH$_n$, изгиб, концентрация, диффузия.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v43/i12/1639.html

PACS:


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. Progress in Hydrogen Treatment of Materials (Ed. V. A. Goltsov) (Donetsk: Kassiopeya Ltd.: 2001), p. 543.
  2. V. A. Goltsov, Progress in Hydrogen Treatment of Materials (Ed. V. A. Goltsov) (Donetsk: Kassiopeya Ltd.: 2001), p. 3.
  3. А. А. Ильин, Б. А. Колачев, В. К. Носов, А. М. Мамонов, Водородная технология титановых сплавов (Ред. А. А. Ильин) (Москва: МИСиС: 2002).
  4. M. Okada, A. Kamegawa, J. Nakahigashi, A. Yamaguchi, A. Fujita, and M. Yamauchi, Mater. Sci. and Eng., 173, No. 1–3: 253 (2010). Crossref
  5. Ж. Л. Глухова, В. А. Гольцов, Т. А. Щеголева, Е. Н. Любименко, Металлофиз. новейшие технол., 31, № 3: 333 (2009).
  6. В. А. Гольцов, Е. Н. Любименко, Ж. Л. Глухова, Фізико-хімічна механіка матеріалів, 45, № 5: 55 (2009). Crossref
  7. М. В. Гольцова, Е. Н. Любименко, Г. Н. Толмачева, Г. И. Жиров, Металлофиз. новейшие технол., 37, № 8: 1135 (2015). Crossref
  8. Е. Н. Любименко, Фізико-хімічна механіка матеріалів, 48, № 1: 83 (2012). Crossref
  9. А. И. Райченко, Математическая теория диффузии в приложениях (Киев: Наукова думка: 1981).
  10. E. Э. Вике, Х. Бродовский, Водород в металлах (Ред. Г. Алефельд, И. Фёлькль) (Москва: Мир: 1981), т. 2, с. 91.
  11. E. P. Feldman, E. N. Lyubimenko, and K. V. Gumennyk, J. Applied Physics, 127, No. 24: 245104 (2020). Crossref
  12. М. В. Гольцова, Е. Н. Любименко, Физ. мет. металловед., 113, № 11: 1173 (2012).