При зарядке алюминиевых сплавов водородом наличие оксидной пленки на поверхности является сложной задачей. Чтобы решить эту проблему, мы разработали метод, который может ввести большое количество водорода в алюминиевые сплавы с использованием трения в воде. Метод легче всего понять, когда вращение перемешать бар и образец на полировке бумаги могут быть визуализированы.
Успех зависит от стабилизации вращения бар перемешать. Демонстрация процедуры будет г-жа Митико Араяма, студент из моей лаборатории. Изготовить алюминиевый сплав тестовых частей, как описано в тексте.
Выполните тепловую обработку раствора, нагревая испытательные части в воздушной печи при температуре 520 градусов по Цельсию в течение одного часа, а затем утоля испытательные части в воде. Для следующего шага, пик старения тепловой обработки, anneal испытания штук при температуре 175 градусов по Цельсию в течение 18 часов. Заключительным шагом в подготовке тестовых частей полировки поверхности с помощью кремния карбид Эмери бумаги.
Прежде чем приступить к трению в процедуре воды, взвесить и измерить испытания частей. Используйте электрический баланс, чтобы взвесить тестовые части с точностью 0,0001 грамма. Используйте оптический компаратор для измерения толщины и ширины испытательных частей с точностью до 0,0001 миллиметра.
Трение в водной процедуре осуществляется в магнитно перемешивают заказной реакции сосуда. Для начала используйте клей, чтобы прикрепить две тестовые части к фторуглеродному полимерному треугольному батончику. Затем подготовь реакционной сосуд, изготовленный на заказ стеклянный контейнер.
Используйте двустороннюю ленту, чтобы прикрепить полировку бумаги к внутренней нижней части реакционной сосуда. Поместите реакционной сосуд на магнитный мешалка. Затем поместите испытательные части и перемешать бар на верхней части полировки бумаги и реакции сосуда, и добавить 100 миллилитров дистиллированной воды.
Поместите резиновую крышку на реакционной сосуд. Соедините газовый вход с высокой чистотой аргона и включите газ. Соедините газовую розетку с газовым хроматографом.
Вставь зонд pH в сосуд через резиновую крышку. Включите аргон. После того, как газ в реакционной сосуде был полностью заменен аргоном, аппарат готов к зарядке испытательных частей алюминиевого сплава.
Включите магнитный мешалка. Для стабилизации движения бар перемешать в воде, контроль скорости вращения имеет важное значение. Скорость от 60 об/мин до 240 об/мин лучше.
Каждые две минуты измеряйте концентрацию водорода с помощью газового хроматографа и измеряйте рН. Через час выключите магнитный мешалку, и удалите испытательные части и перемешать бар от реакции сосуда. Чтобы отделить тестовые части от бара перемешать, погрузить их в ацетон, и применять ультразвуковые вибрации в течение пяти минут.
Прежде чем приступить к следующему шагу, измерить вес и толщину тестовых частей. Используйте напряженную испытательную машину для измерения материальных свойств тестовых частей. Установите поперечную скорость машины до двух миллиметров в минуту.
Затем измерьте отношения напряжения и напряжения для тестовых частей. Чтобы рассчитать количество водорода, поглощаемого во время трения в процедуре воды, сначала измерьте водород, выпущенный испытательными частями при нагревании. Разрежьте испытательный кусок до прямоугольной формы один на пять на 10 миллиметров.
Поместите испытательный кусок в кварцевую трубку диаметром 10 миллиметров и поместите кварцевую трубку в трубчатую печь. Подключите трубку к газовой хроматографу и к газоснабжению аргона. Включите поток аргонового газа.
Нагрейте кварцевую трубку, содержащую испытательный кусок, увеличивая температуру с постоянной скоростью 200 градусов по Цельсию в час, пока не достигнет температуры 625 градусов по Цельсию. В то время как кварцевая трубка и пробный кусок нагреваются, используйте газовый хроматограф для измерения водорода, высвобождаемого каждые две минуты. Алюминиево-магниевые кремниевые сплавы с тремя различными концентрациями железа подвергались трению в водной процедуре, 0,1% железа, 0,2% железа и 0,7% железа.
Независимо от концентрации железа, испытательные части испускали большое количество водорода во время процедуры. Тепловой анализ desorption был выполнен как на незаряженных и водородных заряженных образцов. Независимо от концентрации железа в сплаве, общая концентрация водорода увеличилась в результате трения в водной процедуре.
По сравнению с методом предварительно окрашенных во влажном воздухе, трение в воде является эффективным методом зарядки водорода алюминиевого сплава. Тепловой анализ desorption показал более высокую скорость высвобождения водорода для сплава, заряженного с помощью трения в процедуре воды, и рассчитанная концентрация водорода была значительно выше. По сравнению с образцами незаряженного сплава образцы сплава с водородом показали более низкую воздуховодность.
Это указывает на то, что трение в процедуре воды привело к выбросу водорода. Вторичная электронная микроскопия использовалась для изучения морфологии переломов алюминиево-магниевого кремниевого сплава, содержащего 0,1%железа. После трения в водной процедуре морфология превратилась в перелом границы зерна.
Это указывает на то, что атомы водорода, введенные в результате трения в водной процедуре, усилили декогезию границ зерна, что привело к выбросу водорода. Можно зарядуть водородные алюминиевые сплавы через воздействие и влажный воздух с хрупкой деформацией с медленной скоростью перемешивания. Тем не менее, нынешний метод приводит к большему количеству водорода зарядки.
Этот метод позволяет исследователям легко оценить чувствительность водорода к концентрации алюминия, которые имеют различные химические составы. Он может быть применен к разработке материалов для хранения водорода.
