شحن الهيدروجين من الألومنيوم باستخدام الاحتكاك في الماء
Summary
من أجل إدخال كميات عالية من الهيدروجين في سبائك الألومنيوم والألومنيوم ، تم تطوير طريقة جديدة لشحن الهيدروجين ، تسمى الاحتكاك في إجراء الماء.
Abstract
تم تطوير طريقة جديدة لشحن الهيدروجين من الألومنيوم عن طريق الاحتكاك في الماء (FW) الإجراء. هذا الإجراء يمكن أن يدخل بسهولة كميات عالية من الهيدروجين في الألومنيوم على أساس التفاعل الكيميائي بين الماء والألومنيوم غير أكسيد المغلفة.
Introduction
بشكل عام، سبائك قاعدة الألومنيوم لديها مقاومة أعلى لهشاشة الهيدروجين البيئية من الصلب. المقاومة العالية لانفجار الهيدروجين من سبائك الألومنيوم يرجع إلى أفلام أكسيد على سطح سبيكة عرقلة دخول الهيدروجين. لتقييم ومقارنة حساسية الانتفاخ العالية بين سبائك الألومنيوم ، عادة ما يتم تنفيذ شحن الهيدروجين قبل الاختبار الميكانيكي1،2،3،4،6،7،8،9،10،11،12،13،14، 15،16،17. ومع ذلك ، فمن المعروف أن الألومنيوم شحن الهيدروجين ليس من السهل ، حتى عند استخدام طرق شحن الهيدروجين مثل شحن الكاثودية15، بطيئة السلالة معدل تشوه تحت الهواء الرطب16، أو غاز بلازما الهيدروجين شحن17. صعوبة الهيدروجين شحن سبائك الألومنيوم ويرجع ذلك أيضا إلى أفلام أكسيد على سطح سبائك الألومنيوم. لقد افترضنا أنه يمكن إدخال كميات أعلى من الهيدروجين في سبائك الألومنيوم إذا تمكنا من إزالة فيلم أكسيد بشكل مستمر في الماء. الحرارية18، الألومنيوم النقي دون أكسيد الفيلم يتفاعل بسهولة مع الماء ويولد الهيدروجين. وبناء على ذلك، قمنا بتطوير طريقة جديدة لشحن الهيدروجين من سبائك الألومنيوم على أساس التفاعل الكيميائي بين الماء والألومنيوم غير أكسيد. هذه الطريقة قادرة على إضافة كميات عالية من الهيدروجين إلى سبائك الألومنيوم بطريقة بسيطة.
Protocol
Representative Results
Discussion
أحد الجوانب الهامة لإجراء FW هو إرفاق العينتين بأداة التحريك المغناطيسية. لأن مركز شريط التحريك يصبح منطقة غير الاحتكاك، فمن الأفضل لتجنب التعلق من العينات في وسط شريط التحريك.
السيطرة على سرعة دوران شريط التحريك مهم أيضا. عندما تكون السرعة أكثر من 240 دورة في الدقيقة، يصبح م?…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
تم دعم هذا العمل ماليًا جزئيًا من قبل مؤسسة Light Metal التعليمية ، أوساكا ، اليابان
Materials
| Air furnace | GC | QC-1 | |
| Aluminum alloy plates | Kobe Steel | Al/1.0 mass% Mg/0.8 mass% Si | |
| Electric balance | A&D | HR-200 | |
| Glass container | Custom made | ||
| Magnetic stirrer | CORNING | PC-410D | |
| Optical Comparator | NIKON | V-12B | |
| pH meter | Sato Tech | PH-230SDJ | |
| Quartz tube | Custom made | ||
| Rotary polishing machine | IMT | IM-P2 | |
| Secondary electrom microscope | JOEL | JSM-5310LV | |
| Sensor gas chromatograph | FIS Inc. | SGHA | |
| Silicon carbide emery paper | IMT | 531SR | |
| Tensile testing machine | Toshin Kogyo | SERT-5000-C | |
| Tubular furnace | Honma Riken | Custom made |
Referencias
- Horikawa, K., Matsubara, T., Kobayashi, H. Hydrogen charging of Al-Mg-Si-based alloys by friction in water and its effect on tensile properties. Materials Science and Engineering A. 764, 138199 (2019).
- Horikawa, K. Current research trends in aluminum alloys for a high-pressure hydrogen gas container. Journal of Japan Institute of Light Metals. 60, 542-547 (2010).
- Kuramoto, S., Hsieh, M. C., Kanno, M. Environmental embrittlement of Al-Mg-Si base alloys deformed at low strain rates in laboratory air. Journal of Japan Institute of Light Metals. 52, 250-255 (2002).
- Horikawa, K., Yoshida, K. Visualization of Hydrogen in Tensile-Deformed Al-5%Mg Alloy by means of Hydrogen Microprint Technique with EBSP Analysis. Materials Transactions. 45, 315-318 (2004).
- Ueda, K., Horikawa, K., Kanno, M. Suppression of high temperature embrittlement of Al-5%Mg alloys containing a trace of sodium caused by antimony addition. Scripta Materialia. 37, 1105-1110 (1996).
- Horikawa, K., Ando, N., Kobayashi, H., Urushihara, W. Visualization of hydrogen gas evolution during deformation and fracture in SCM 440 steel with different tempering conditions. Materials Science and Engineering A. 534, 495-503 (2012).
- Horikawa, K., Yamada, H., Kobayashi, H. Effect of strain rate on hydrogen gas evolution behavior during tensile deformation in 6061 and 7075 aluminum alloys. Journal of Japan Institute of Light Metals. 62, 306-312 (2012).
- Horikawa, K., Okada, H., Kobayashi, H., Urushihara, W. Visualization of diffusive hydrogen in low alloy steel by means of hydrogen microprint technique at elevated temperatures. Materials Transactions. 50, 759-764 (2009).
- Horikawa, K., Okada, H., Kobayashi, H., Urushihara, W. Visualization of hydrogen during fatigue fracture in an Al-Mg-Si alloy. Journal of Japan Institute of Light Metals. 56, 210-213 (2006).
- Horikawa, K., Okada, H., Kobayashi, H., Urushihara, W. Visualization of hydrogen distribution in tensile-deformed Al-5%Mg alloy investigated by means of hydrogen microprint technique with EBSP. Journal of the Japan Institute of Metals. 68, 1043-1046 (2004).
- Yamada, H., Tsurudome, M., Miura, N., Horikawa, K., Ogasawara, N. Ductility loss of 7075 aluminum alloys affected by interaction of hydrogen, fatigue deformation, and strain rate. Materials Science and Engineering A. 642, 194-203 (2015).
- Toda, H., et al. Effects of hydrogen micro pores on mechanical properties in a 2024 aluminum alloys. Materials Transactions. 54, 2195-2201 (2013).
- Yamada, H., Horikawa, K., Matsumoto, T., Kobayashi, H., Ogasawara, N. Hydrogen evolution behavior of tensile deformation process in 6061 and 7075 aluminum alloys. Journal of Japan Institute of Light Metals. 61, 297-302 (2011).
- Horikawa, K., Kobayashi, H. Hydrogen absorption of pure aluminum by friction of the surface in water and its effect on tensile properties. Journal of the Japan Institute of Metals. 84, (2020).
- Suzuki, H., Kobayashi, D., Hanada, N., Takai, K., Hagihara, Y. Existing state of hydrogen in electrochemically charged commercial-purity aluminum and its effects on tensile properties. Materials Transactions. 52, 1741-1747 (2011).
- Horikawa, K., Hokazono, S., Kobayashi, H. Synchronized monitoring between hydrogen gas release and progress of atmospheric hydrogen embrittlement in 7075 aluminum alloy. Journal of Japan Institute of Light Metals. 66, 77-83 (2016).
- Manaka, T., Aoki, M., Itoh, G. Thermal desorption spectroscopy study on the hydrogen behavior in a plasma-charged aluminum. Materials Science Forum. 879, 1220-1225 (2016).
- Ellingham, H. J. T. Reducibility of oxides and sulphides in metallurgical processes. Journal of the Society of Chemical Industry. 63, 125-133 (1944).
- Pourbaix, M. . Atlas of electrochemical equilibria in aqueous solutions, Ist ed. , 168-176 (1966).
- Young, G. A., Scully, J. R. The diffusion and trapping of hydrogen in high purity aluminum. Acta Materialia. 46, 6337-6349 (1998).
- Smith, S. W., Scully, J. R. The identification of hydrogen trapping states in an Al-Li-Cu-Zr alloy using thermal desorption spectroscopy. Metallurgical and Materials Transactions A. 31, 179-193 (2000).
