알루미늄 합금에 수소로 충전할 때 표면에 산화물의 존재가 과제입니다. 이 문제를 해결하기 위해, 우리는 물에서 마찰을 사용하여 알루미늄 합금에 수소의 높은 양을 도입 할 수있는 방법을 개발했다. 이 방법은 교반바의 회전과 연마 용지의 시편이 시각화될 수 있는 시기를 이해하는 것이 가장 쉽습니다.
성공은 교반 바의 회전을 안정화하는 데 달려 있습니다. 절차를 시연하면 실험실에서 학부생인 아라야마 미치코 씨가 될 것입니다. 텍스트에 설명된 대로 알루미늄 합금 테스트 조각을 제작합니다.
1시간 동안 520°C의 공기용광로에서 테스트 조각을 가열한 다음 시험조각을 물에 담금질하여 용액 열처리를 수행합니다. 다음 단계, 피크 에이징 열 처리, 18 시간 동안 섭씨 175도에서 테스트 조각을 음닐. 테스트 조각을 준비하는 마지막 단계는 실리콘 초경 에머리 페이퍼를 사용하여 표면을 연마하는 것입니다.
물 절차에서 마찰을 진행하기 전에, 무게와 테스트 조각을 측정합니다. 전기 저울을 사용하여 테스트 조각을 0.0001 그램의 정밀도로 측정합니다. 광학 비교기를 사용하여 테스트 조각의 두께와 너비를 0.0001 밀리미터의 정밀도로 측정합니다.
물 절차의 마찰은 자기 교반 된 사용자 정의 반응 용기에서 수행됩니다. 먼저 접착제를 사용하여 플루오로카본 폴리머 삼각형 교반 바에 두 개의 테스트 조각을 부착하십시오. 다음으로, 반응 용기, 사용자 정의 만든 유리 용기를 준비합니다.
양면 테이프를 사용하여 반응 용기의 내부 바닥에 연마 용지를 부착합니다. 반응 용기를 자기 교반기위에 놓습니다. 그런 다음 시험 조각을 놓고 연마 용지와 반응 용기 위에 바를 저어 내고 증류수 100 밀리리터를 추가합니다.
고무 커버를 반응 용기에 놓습니다. 가스 입구를 고순도 아르곤에 연결하고 가스를 켭니다. 가스 출구를 가스 크로마토그래프에 연결합니다.
고무 커버를 통해 pH 프로브를 용기에 삽입합니다. 아르곤을 켭니다. 반응 용기의 가스가 아르곤으로 완전히 대체되면, 장치는 알루미늄 합금 테스트 조각을 충전할 준비가 되어 있다.
자기 교반기켜 켭니다. 물 속의 교반바의 움직임을 안정화하기 위해 회전 속도를 제어하는 것이 중요합니다. 60 rpm에서 240 rpm에 이르는 속도가 가장 좋습니다.
매 2 분마다 가스 크로마토그래프를 사용하여 수소 농도를 측정하고 pH를 측정합니다. 1시간 후, 자기 교반기끄기, 시험 조각을 제거하고 반응 용기에서 바를 저어. 스터디 바에서 테스트 조각을 분리하려면 아세톤에 담그고 5분 동안 초음파 진동을 가하십시오.
다음 단계로 진행하기 전에 테스트 조각의 무게와 두께를 측정합니다. 인장 테스트 기계를 사용하여 테스트 조각의 재료 특성을 측정합니다. 기계의 크로스헤드 속도를 분당 2밀리미터로 설정합니다.
그런 다음 테스트 조각에 대한 스트레스 변형 관계를 측정합니다. 수질 시술에서 마찰 중에 흡수되는 수소의 양을 계산하기 위해 먼저 가열시 시험조각에 의해 방출되는 수소를 측정한다. 테스트 조각을 1x 10mm의 직사각형 모양으로 자른다.
지름 이 10mm의 석영 튜브 내부에 시험 조각을 놓고 석영 튜브를 관용광로에 놓습니다. 튜브를 가스 크로마토그래프와 아르곤 가스 공급에 연결합니다. 아르곤 가스의 흐름을 켭니다.
시험조각을 포함하는 석영 관을 가열하여 섭씨 625도의 온도에 도달할 때까지 시간당 섭씨 200도의 일정한 속도로 온도를 증가시게 합니다. 석영 관과 테스트 조각이 가열되는 동안 가스 크로마토그래프를 사용하여 2분마다 방출되는 수소를 측정합니다. 3개의 다른 철 농도를 가진 알루미늄 마그네슘-실리콘 합금은 물 절차, 0.1% 철, 0.2% 철 및 0.7%철의 마찰을 겪었습니다.
철 농도에 관계없이 시험 조각은 시술 중에 다량의 수소를 방출했습니다. 열 탈착 분석은 충전되지 않은 시료와 수소 충전 시료 모두에서 수행되었다. 합금의 철 농도에 관계없이 물 절차의 마찰로 인해 총 수소 농도가 증가했습니다.
습한 공기에 미리 염색되는 방법에 비해, 물의 마찰은 알루미늄 합금을 충전하는 효과적인 방법이다. 열 탈취 분석은 수질 시술에서 마찰을 이용하여 충전된 합금에 대한 수소 방출률이 높고, 계산된 수소 농도가 실질적으로 높았다. 충전되지 않은 합금 샘플과 비교하여 수소 충전 합금 샘플은 연성이 낮은 것으로 나타났습니다.
이는 수질 시술의 마찰로 인해 수소 가병이 발생했음을 나타냅니다. 이차 전자 현미경 검사는 0.1%아이언을 함유하는 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금의 골절 형태를 검사하는 데 사용되었다. 물 절차의 마찰 후, 형태는 곡물 경계 골절로 변경되었습니다.
이는 수질 절차의 마찰에 의해 도입된 수소 원자가 곡물 경계의 결집력을 향상시켜 수소 취성으로 이어진다는 것을 나타냅니다. 노출및 습한 공기를 통해 알루미늄 합금을 느리게 교반속도를 가하는 것이 가능합니다. 그러나, 현재의 방법은 더 많은 양의 수소 충전을 초래한다.
이 방법을 통해 연구자들은 다양한 화학 성분을 가진 알루미늄 합금의 수소 취성 민감도를 쉽게 평가할 수 있습니다. 수소 저장 재료의 개발에 적용될 수 있다.
