Способ определения коэффициента диффузии водорода в металлах Советский патент 1991 года по МПК G01N15/08 

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для определения коэффициента диффузии водорода в металлах в широком интервале температур.

Цель изобретения - повышение точности определения коэффициента диффузии водорода в металлах путем устранения влияния поверхности.

На фиг.1 и 2 даны графики определения коэффициента диффузии.

Пример. Отожженные образцы из технически чистого железа в

виде брусков размером 0,2 х 0,5 х х 2 см с обработанной поверхностью насыщают водородом в газовой камере при давлении водорода 1 атм, затем пассивируют кадмием. После этого создают неравновесное распределение водорода внутри образца, пропуская ток плотностью j 10 мА/см2 в течение 30 мин. Один из концов образца помещают на опору в виде призмы, второй с помощью вольфрамовой нити подвешивают к коромыслу чувствительных весов таким образом, чтобы обраCD

зец находился в горизонтальном положении, и с помощью самописца, подсоединенного к системе весов, записывают временную зависимость нагрузки на ко- ромысло, пропорциональную моментам сил тяжести, действующим на образец при релаксации распределения водорода к равновесному, по полученной зависимости M(t) строят график

1 1+а 1 M(tK ( in{ -) ,

Т2a a М„

длина образца;

момент сил тяжести, деист- 5 вующий на чистый образец; измеряемый момент сил тяжести;

N и ,ти

iV -V

-Q. )

где N ц N е - количество атомов водорода и металла в об- v разце соответственно; ДУ - дилатация решетки,проводимая одним атомом н;

Q - объем элементарной решетки металла; ти тАЛе масса атомов водорода

и металла соответственно,

вычисляют тангенс угла наклона графика, равный коэффициенту диффузии водорода в чистом железе, коэффициент диффузии при К 1,4Ч (Г5 см2/

Способ по сравнению с известным позволяет повысить точность определения коэффициента диффузии за счет устранения влияния неконтролируемых поверхностных процессов металл-водород на величину Q(t)s где Q(t) -количество водорода, выделившееся из образца за время t, например захват во цорода ловушками на поверхности ме

, Q

5

0

5

талла, характер протекания процессов адсорбции, десорбции и др.

Формула изобретения

Способ определения коэффициента диффузии водорода в металлах, включающий насыщение протяженного образца водородом, определение коэффициента диффузии, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности определения коэффициента диффузии путем устранения влияния поверхности, насыщенные образцы пассивируют, создают в них неравновесное распределение водорода, определяют временную зависимость моментов сил тяжести, возникающих при релаксации распределения водорода к равновесному, а коэффициент диффузии определяют как тангенс угла наклона зависимости

.11. wlis- 1 . WtK

Ъ 1пС а а } от времени

где 1 - длина образца;

ж;

NH ( mj &V , ом . ч ™ о

2N

m

О.

N.

Me шме

Ме количество атомов водорода и металла в образце соответственно; m И m Мб масса атомов водорода и металла соответственно; AV - дилатация решетки,производимая одним атомом Н; Q - объем элементарной решетки металла; M(t) - измеряемый момент сил

тяжести;

М, - момент сил тяжести,действующих на чистый образец,

причем моменты силы тяжести, определяют относительно одного из концов образца.

/Я,

3,10

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для определения коэффициента диффузии водорода в металлах в широком интервале температур. Целью является повышение точности определения коэффициента диффузии путем устранения влияния поверхности. Для этого насыщенные образцы пассивируют и создают в них равновесное распределение водорода. Определяют временную зависимость моментов сил тяжести, возникающих при релаксации распределения водорода к равновесному. Коэффициент диффузии определяют как тангенс угла наклона зависимости (l2/fr2)-ln(1+a/a) - -(1/a)M(t)) от времени, где 1 - длина образца; П0 - момент сил- тя.чести, действующих на чистый зец; M(t) - измеряемый момент сил тяжести; а NH/2NMe(m,,/mMe- AVQ) , где NH, NWe- количество атомов водорода и металла в образце соответственно; ш, шме- масса атомов водорода и металла соответственно; &V - дилатация решетки, производимая одним атомом Н; SJ - объем элементарной решетки металла, причем момент силы тяжести определяют относительно одного из концов образца. 2 ил. i (Я о 00

S.90

jos fffff sea fgffff tfoo f/offsw gto0 ewff УЮО toe ttc.

fr/e. I

№ №

,.rOJ