Особливості процесу дегазації в $\alpha$-області системи Pd–H в експериментальній установці для стопу паладій–Гідроґен
О. М. Любименко
Донецький національний технічний університет, пл. Шибанкова, 2, 85300 Покровськ, Україна
Отримано: 14.08.2023; остаточний варіант - 15.09.2023. Завантажити: PDF
В роботі описано та проаналізовано зміни форми кантилеверу зі стопу $\alpha$-PdH$_{n}$ за температури у 240°C за допомогою відеозапису експерименту. Експеримент виконували для кантилеверу зі стопів $\alpha$-PdH$_{0,0105}$, $\alpha$-PdH$_{0,0198}$, $\alpha$-PdH$_{0,026}$, $\alpha$-PdH$_{0,0326}$, $\alpha$-PdH$_{0,0464}$, $\alpha$-PdH$_{0,0644}$. Кантилевер з одного боку покритий мідною плівкою товщиною у 0,75 мкм, яка не пропускає Гідроґен і не впливає на величину формозміни. Насичення паладійового кантилеверу до стопу $\alpha$-PdH$_{n}$ проводили в камері за постійної температури у 240°C. Далі одержаний стоп витримували в ізотермічних умовах, після чого проводили односторонню дегазацію кантилеверу. Експериментально зафіксовано, що із зміною тиску на $\delta$$P_{H_2}$ = 0,03, 0,1, 0,15, 0,2, 0,3, 0,43 МПа величина максимальних вигинів для кантилеверу збільшується від -1,6 до -7,05 мм. Встановлено, що із дегазацією Гідроґену для кантилеверу зі стопів $\alpha$-PdH$_{n}$ вигин розвивається по двох різних часових етапах. Перший етап триває дуже короткий час (9–15 секунд), характеризується швидким досягненням максимального вигину кантилеверу. Другий етап триває значно довше (понад 100 секунд) і відзначається утворенням плато та зворотнім розпрямленням кантилеверу. Під час другого етапу кантилевер повертається у вихідний стан або досягає стаціонарного стану з мінімальним відхилом від початкового положення. Також зафіксовано, що ступінь оборотности вигину кантилеверу під час дегазації збільшується зі зростанням тиску водню. Визначено, що внутрішні гідроґенові концентраційні напруження, які виникають за дегазації Гідроґену зі стопів $\alpha$-PdH$_{0,0105}$, $\alpha$-PdH$_{0,0198}$, $\alpha$-PdH$_{0,026}$, $\alpha$-PdH$_{0,0326}$, $\alpha$-PdH$_{0,0464}$, $\alpha$-PdH$_{0,0644}$, перевищують пружні характеристики ґрадієнтного стопу $\alpha$-PdH$_{n}$ (200 МПа) і знаходяться в інтервалі від 88 до 539 МПа. Процес формування максимального вигину кантилеверу в процесі дегазації для стопів $\alpha$-PdH$_{n}$ зумовлений дифузійним транспортом Гідроґену, перерозподілом внутрішніх напружень у пластині за її вигину (розпрямлення) та відповідною перебудовою концентраційного поля Гідроґену, що змінює внутрішні умови дифузійного транспорту Гідроґену в шари стопу $\alpha$-PdH$_{n}$.
Ключові слова: паладій, стоп $\alpha$-PdH$_{n}$, дегазація, концентрація, гідроґенові напруження, надпластичність.
URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v46/i03/0251.html
PACS: 61.72.Hh, 62.20.fq, 62.40.+i, 66.30.jp, 68.60.Bs, 81.05.Bx, 81.40.Lm