水中の摩擦を利用したアルミニウムの水素充電
Summary
アルミニウム合金やアルミニウム合金に高い水素を導入する為に、水素の充電方法として水の摩擦と呼ばれる新しい方法が開発されました。
Abstract
アルミニウムの水素充電の新しい方法は、水(FW)手順の摩擦によって開発されました。この手順は、水と非酸化物被覆アルミニウムとの化学反応に基づいて、アルミニウムに大量の水素を容易に導入することができます。
Introduction
一般に、アルミニウム基合金は、鋼よりも環境水素脆化に対する耐性が高い。アルミニウム合金の水素脆化に対する高い耐性は、水素侵入を遮断する合金表面上の酸化膜によるものです。評価し、アルミニウム合金間の高脆化感度を比較するために、水素充電は、通常、機械的試験1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14の前に行われます。 15、16、17.しかしながら、水素充電アルミニウムは容易でないことは知られており、カソーディック充電15などの水素充電方法を利用する場合でも、湿気16の下での緩やかな歪み速度変形、または水素プラズマガス充電17。アルミニウム合金を水素充電する難しさも、アルミニウム合金表面の酸化膜によるものです。酸化膜を水中で連続的に除去できれば、より高い量の水素をアルミニウム合金に導入できると仮定しました。熱力学的に18、酸化膜のない純粋なアルミニウムは、水と容易に反応し、水素を生成する。これに基づき、水と非酸化物アルミニウムの化学反応を踏まえたアルミニウム合金の水素充電法を新たに開発しました。この方法は、アルミニウム合金に多量の水素を簡単に添加することができる。
Protocol
1. 材料の準備 1質量%Mgと0.8質量%Si(Al-Mg-Si)を含むアルミニウム-マグネシウムシリコン合金で作られた1ミリメートルの厚いプレートを使用してください。 ゲージ長さ10mm、幅5mmのAl-Mg-Si合金板から試験片を作成します。 試験片を空気炉を用いて1時間520°Cでアニールする。溶液熱処理として水にクエンチ。 試験片を175°Cで18時間の間でアニールし、ピークエージング?…
Representative Results
FW法による水素発生・吸収図2は、鉄の量が0.1質量%から0.7質量%までの鉄を含むAl-Mg-Si合金のFW法における水素発生挙動を示す。攪拌機が回転し始めると、試料は連続して大量の水素を放出した。これは、合金表面と水との摩擦によって生じた化学反応によって水素が発生したことを示唆している。さらに、FW手順中の水の pH 値は、図 …
Discussion
FWのプロシージャの1つの重要な側面は磁気スターラーに2つの標本の付着である。スターラーバーの中心は非摩擦帯となるため、スターラーバーの中心にある試料の付着を避けるのが最善です。
攪拌バーの回転速度の制御も重要です。速度が240rpmを超える場合には、磁気攪拌機のステージ上で反応容器を維持することが困難となる。FW手順が高速で行われる場合、磁気攪?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この作品は、株式会社ライトメタル教育財団(大阪府)の財政的支援を受けています。
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 |
References
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Citer Cet Article
Horikawa, K., Kobayashi, H. Hydrogen Charging of Aluminum using Friction in Water. J. Vis. Exp. (155), e60711, doi:10.3791/60711 (2020).