Способ определения коэффициента диффузии водорода в металлах

 

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для определения коэффициента диффузии водорода в металлах в широком интервале температур. Целью является повышение точности определения коэффициента диффузии путем устранения влияния поверхности. Для этого насыщенные образцы пассивируют и создают в них равновесное распределение водорода. Определяют временную зависимость моментов сил тяжести, возникающих при релаксации распределения водорода к равновесному . Коэффициент диффузии определяют как тангенс угла наклона зависимости (l2/fr2)-ln(1+a/a) - -(1/a)M(t)) от времени, где 1 - длина образца; П0 - момент силтя.чести, действующих на чистый зец; M(t) - измеряемый момент сил тяжести; а NH/2NMe(m,,/mMe- AVQ) , где NH, NWe- количество атомов водорода и металла в образце соответственно; ш, шмемасса атомов водорода и металла соответственно; &V - дилатация решетки, производимая одним атомом Н; SJ - объем элементарной решетки металла, причем момент силы тяжести определяют относительно одного из концов образца. 2 ил. i (Я о 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А1 (gf)g G 01 N 15/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4671576/25 (22) 26.01.89 (46) 23.03.91.Бюл. Y. - 11 (71) Институт металлофизики АН УССР (?2) Н).Н.Ягодзинский, А.А.Савченко, А.В.Тарасенко и И.Г.Баланюк (53) 625.85:620.1 (088.8) (56) I.Lee, S.N.Ьее. Hydrogen trapping phenomena in metals vith В.С.С.

and F.Ñ.Ñ. crystal structures by

the desorption Thermal analysis

technique, surface and coating technology, 1986, 28, р.301-314.

Ефимов И.Т. и др. Электронные мик ровесы для термогравиметрического анализа. — ПиТЭ, 1981, У 6, с.215-217. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА

ДИФФУЗИИ ВОДОРОДА В МЕТАЛЛАХ (57) Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для определения коэффициента диффузии водорода в металлах в широком интервале температур. Целью является повышение точности определения коэффициента диффузии путем устранения влияния поверхности.

Для этого насыщенные образцы пассивируют и создают в них равновесное распределение водорода. Определяют временную зависимость моментов сил тяжести, возникающих при релаксации распределения водорода к равновесному. Коэффициент диффузии определяют как тангенс угла наклона зависимости (l /Я ) ° in(1+a/a) — (1/a) М(t)/И ) от времени, где

1 — длина образца; if — момент сил -: тяжести, действующих на чистый сб;1азец; M(t) — измеряемый момент сил тяжести; а = И„/2Б,д (ш„/ш„ — Ь(1Я), где N<, N > — количество атомов водорода и металла в образце соответственно% mн5 mме масса атомов водорода и металла соответственно;

° QV — дилатация решетки, производимая одним атомом Н; Q — объем элементарной решетки металла, причем момент силы тяжести определяют относительно одного из концов образца. 2 ил. виде брусков размером 0,2 х 0,5 х х 2 см с обработанной поверхностью насыщают водородом в газовой камере при давлении водорода 1 атм, затем пассивируют кадмием. После этого создают неравновесное распределение водорода внутри образца, пропуская ток плотностью j = 10 мА/см в течение 30 мнн. Один из концов образца помещают на опору в виде призмы, второй с помощью вольфрамовой нити подвешивают к коромыслу чувствительных весов таким образом, чтобы обраИзобретение относится к технической физике и может быть использовано для определения коэффициента диффузии водорода в металлах в широком интервале температур.

Цель изобретения — повышение точности определения коэффициента диффузии водорода в металлах путем устранения влияния поверхности.

На фиг.1 и 2 даны графики определения коэффициента диффузии.

Пример. Отожженные образцы из технически чистого железа в

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

3 1636729 4 зец находился в горизонтальном положении, и с помощью самописца, подсоединенного к системе весов, записывают временную зависимость нагрузки на ко5 ромысло, пропорциональную моментам сил тяжести, действующим на образец при релаксации распределения водорода к равновесному, по полученной зависимости М() строят график 10

1г 1+а 1 М(С) — р=- 1n(— — — — — — )

1 а а M. где 1 1о длина образца; момент сил тяжести, действующий на чистый образец; измеряемый момент сил тяжести;

- N(t)—

NH vlH ЕЧ а = — — (— ) с

2И, п шм

nде N ц N у е количество aToMQB Во» дорода и металла в образце соответственно; 25 ДЧ вЂ” дилатация решетки,проводимая одним атомом

Н;

Q — объем элементарной решетки металла; 30 ш,, ш 4п — масса атомов водорода и металла соответствен но, вычисляют тангенс угла наклона графика, равный коэффициенту диффузии водорода в чистом железе, коэффициент диффузии при T=293 К 1,4 10 смг/с.

Способ по сравнению с известным позволяет повысить точность определения коэффициента диффузии за счет устранения влияния неконтролируемых поверхностных пвоцессов металл-водород на величину g(t), где O(t) -количество водорода, выделившееся из образца за время t, например захват во- 45 цорода ловушками на поверхности металла, характер протекания процессов адсорбции, десорбции и др. формула изобретения

Способ определения коэффициента диффузии водорода в металлах, включающий насыщение протяженного образца водородом, определение коэффициента диффузии, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьппения точности определения коэффициента диффузии путем устранения влияния поверхности насьпценнше образцы пассивируют создают в них неравновесное распределение водорода, определяют временную зависимость моментов сил тяжести, возникающих при релаксации распределения водорода к равновесному, а коэффициент диффузии определяют как тангенс угла наклона зависимости

l . 1+a 1 N(t) — — 1n(— — —— ) г а а Alо от времени, где 1 - длина образца;

Ng mu hU а = —— и

2ЯМ ш 1 Q

Ип, N< — количество атомов водорода и металла в образ-, це соответственно; ш И, ш e — масса атомов водорода и металла соответственно;

-.ЬЧ вЂ” днлатация решетки,производимая одним атомом Н;

Q †объем элементарной решет" ки металла;

И(С) — измеряемый момент сил тяжести;

K — момент,сил тяжести,действующих на чистый образец, причем моменты силы тяжести, определяют относительно одного из концов образца.

1636729

Л,г

Составитель Е.Карманова

Редактор Л.Зайцева Техред M.Дидык Корректор С.Шевкуи

Заказ 811 Тираж 386 Подписное

BHHHIIH Государстве«ного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101