Дослідження в процесі дегазації впливу температури на зміну форми консолі зі стопу паладій−Гідроґен в α-області системи Pd−H

О. М. Любименко

Донецький національний технічний університет, вул. Потебні, 56, 43018 Луцьк, Україна

Отримано: 24.07.2024; остаточний варіант - 14.10.2024. Завантажити: PDF

В роботі описано та проаналізовано відеозаписи експерименту щодо зміни форми консолі зі стопу α-PdHn в інтервалі температур від 110°С до 350°С під час дегазації камери водневої установки та консолі, коли тиск водню складав 0,03 МПа, 0,09 МПа, 0,15 МПа. Консоль з одного боку було покрито мідною плівкою товщиною у 0,75 мкм, яка не пропускає водень та не впливає на величину формозмінення. Насичення паладійової консолі до стопу α-PdHn проводили у камері за постійної температури експерименту. Далі одержаний стоп витримували в ізотермічних умовах, після чого проводили односторонню дегазацію консолі. Вперше експериментально зафіксовано, що за дегазації та зміні тиску на ΔPH2 = 0,03, 0,09, 0,15 МПа величина максимальних вигинів для консолі збільшується та сягає максимального значення в області температур у 220−280°C. Встановлено, що за дегазації водню з камери для консолі зі стопів α-PdHn вигин розвивається у два різних часових етапи. Перший етап триває дуже короткий час (9−30 секунд), характеризується швидким досягненням максимального вигину консолі. Другий етап триває значно довше (понад 100 секунд) і відзначається утворенням плато тривалістю від 3 до 30 с і зворотнім розпрямленням консолі. Під час другого етапу консоль повертається у вихідний стан або досягає стаціонарного стану з мінімальним відхилом від початкового положення. Також зафіксовано, що ступінь оборотности вигину консолі під час дегазації збільшується зі зростанням концентрації Гідроґену в стопі α-PdHn. Визначено, що внутрішні водневі концентраційні напруження, які виникають за дегазації Гідроґену зі стопів α-PdHn, у деяких випадках перевищують пружні характеристики стопу α-PdHn (200 МПа) і знаходяться в інтервалі від 62 до 370 МПа. Процес формування максимального вигину консолі в процесі дегазації для стопів α-PdHn зумовлено дифузійним транспортом Гідроґену, перерозподілом внутрішніх напружень у консолі за її вигину (розпрямлення) та відповідною перебудовою концентраційного поля Гідроґену, що змінює внутрішні умови дифузійного транспорту Гідроґену в шари стопу α-PdHn.

Ключові слова: паладій, стоп α-PdHn, дегазація, концентрація, гідроґенові напруження.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v47/i11/1171.html

PACS: 06.60.Sx, 07.30.Bx, 61.72.Hh, 61.72.sm, 62.20.F-, 66.30.jp, 81.40.Lm


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. S. Yun and S. T. Oyama, J. Membr. Sci., 375, Nos. 1−2: 28 (2011).
  2. S. C. Chen, C. C. Y. Hung, G. C. Tu, and M. H. Rei, Int. J. Hydrogen Energy, 33, No. 7: 1880 (2008).
  3. C. Wu, H. Lai, F. Wang, D. Wang, W. Gan, Y. She, and Z. Wang, J. Alloys Compd., 997: 174919 (2024).
  4. H. Duncan and A. Lasia, Electrochim. Acta, 53: 6845 (2008).
  5. F. Vega, J. Fernandez, S. Elgueta, E. Cavaliere, L. Gavioli, and A. L. Cabrera, Int. J. Hydrogen Energy, 48, No. 45: 17230 (2023).
  6. W. H. Chen, P. C. Hsu, and B. J. Lin, Int. J. Hydrogen Energy, 35, No. 11: 5410 (2010).
  7. K. S. Rothenberger, A. V. Cugini, B. H. Howard, R. P. Killmeyer, M. V. Ciocco, B. D. Morreale, R. M. Enick, F. Bustamante, and I. P. Mardilovich, J. Membr. Sci., 244, Nos. 1−2: 55 (2004).
  8. J. Wang, Math. Proc. Cambridge Philos. Soc., 32, No. 4: 657 (1936).
  9. A. Li, W. Liang, and R. Hughes, J. Membr. Sci., 149, No. 2: 259 (1998).
  10. B. D. Morreale, M. V. Ciocco, R. M. Enick, B. I. Morsi, B. H. Howard, A. V. Cugini, and K. S. Rothenberger, J. Membr. Sci., 212, Nos. 1−2: 87 (2003).
  11. B. H. Howard, R. P. Killmeyer, K. S. Rothenberger, A. V. Cugini, B. D. Morreale, R. M. Enick, and F. Bustamante, J. Membr. Sci., 241, No. 2: 207 (2004).
  12. G. Alefeld and S. Völkl, Hydrogen in Metals (Berlin: Springer Verlag: 1978).
  13. F. A. Lewis, Platinum Metals Rev., 26, No. 4: 20 (1982).
  14. V. A. Goltsov, Progress in Hydrogen Treatment of Materials (Donetsk: Kassiopeya Ltd.: 2001).
  15. O. M. Lyubymenko, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 46, No. 3: 251 (2024) (in Ukrainian).
  16. E. N. Lyubimenko and O. A. Shtepa, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 43, No. 12: 1639 (2021) (in Ukrainian).
  17. E. P. Feldman and O. M. Lyubimenko, Acta Mech., 234: 1619 (2023).
  18. G. I. Zhirov, V. A. Gol’tsov, G. E. Shatalova, and D. A. Glyakov, Phys. Metals Metallogr., 101: 93 (2006).