Carregamento de hidrogênio de alumínio usando atrito na água

Summary

A fim de introduzir altas quantidades de hidrogênio em ligas de alumínio e alumínio, foi desenvolvido um novo método de carregamento de hidrogênio, chamado de atrito no procedimento hídrico.

Abstract

Um novo método de carregamento de hidrogênio de alumínio foi desenvolvido por meio de um procedimento de atrito na água (FW). Este procedimento pode facilmente introduzir altas quantidades de hidrogênio em alumínio com base na reação química entre água e alumínio não-óxido revestido.

Introduction

Em geral, as ligas base de alumínio têm maior resistência ao embrittlement ambiental do que o aço. A alta resistência ao embrittlement de hidrogênio das ligas de alumínio deve-se a filmes de óxido na superfície da liga bloqueando a entrada de hidrogênio. Para avaliar e comparar a alta sensibilidade de embrittment entre ligas de alumínio, o carregamento de hidrogênio geralmente é realizado antes do teste mecânico^{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14, 15,16,17}. No entanto, sabe-se que o alumínio de carregamento de hidrogênio não é fácil, mesmo quando utiliza métodos de carregamento de hidrogênio, como carregamento catódico^15,deformação lenta da taxa de tensão ar úmido¹⁶, ou carregamento de gás plasma de hidrogênio¹⁷. A dificuldade das ligas de alumínio de carregamento de hidrogênio também se deve aos filmes de óxido na superfície da liga de alumínio. Postulamos que quantidades mais altas de hidrogênio poderiam ser introduzidas em ligas de alumínio se pudéssemos remover a filme de óxido continuamente na água. Termodinamicamente¹⁸, alumínio puro sem filme de óxido reage facilmente com água e gera hidrogênio. Com base nisso, desenvolvemos um novo método de carregamento de hidrogênio de ligas de alumínio com base na reação química entre água e alumínio não óxido. Este método é capaz de adicionar altas quantidades de hidrogênio em ligas de alumínio de forma simples.

Protocol

1. Preparação material Use placas de 1 mm de espessura feitas de uma liga de alumínio-magnésio-silício contendo 1 massa mg e 0,8 massa Si (Al-Mg-Si). Faça peças de teste das placas de liga Al-Mg-Si com um comprimento de calibre de 10 mm e largura de 5 mm. Anneal as peças de teste a 520 °C por 1h usando um forno de ar. Apagar na água como solução o tratamento térmico. Anneal as peças de teste a 175 °C para 18 h como um tratamento térmico de pico de envelhecimento (T6…

Representative Results

Geração/absorção de hidrogênio pelo procedimento FWA Figura 2 mostra o comportamento da geração de hidrogênio durante o procedimento FW das ligas Al-Mg-Si contendo diferentes quantidades de ferro de 0,1 massa % a 0,7 massa %. O espécime emitiu continuamente uma alta quantidade de hidrogênio quando o mexido começou a girar. Isso sugere que o hidrogênio foi gerado por uma reação química causada pelo atrito entre a superfície da liga e a água. Além disso, …

Discussion

Um aspecto importante do procedimento FW é a fixação dos dois espécimes ao agitador magnético. Como o centro da barra de agitação se torna a zona de não atrito, é melhor evitar a fixação dos espécimes no centro da barra de agitação.

O controle da velocidade de rotação da barra de agitação também é importante. Quando a velocidade é superior a 240 rpm, torna-se difícil manter o vaso de reação no estágio do agitador magnético. Quando o procedimento FW é realizado em alt…

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