Градиентный материал PD-PDHx


https://doi.org/10.21122/1683-6065-2018-3-110-117

Полный текст:


Аннотация

В работе проведен анализ видеозаписи изгиба палладиевой пластины при ее одностороннем насыщении газообразным водородом в условиях Т 130 °С, ступенчатые напуски водорода до РН2 0,01, 0,033, 0,05 МПа. Для экспериментов были использованы палладий чистотой 99,98% в виде пластины размером 68×5,5×0,27 мм, электролитически покрытый медью с одной стороны, и специально сконструированная водородо-вакуумная установка. Показано, что изгиб пластины развивается в два этапа: вначале быстро достигает величины, значительно превосходящей толщину пластины, затем пластина распрямляется. Этап распрямления в данных условиях эксперимента длится значительно медленнее этапа изгиба, при этом распрямление пластины происходит не полностью, а с сохранением незначительного остаточного формоизменения. Повторные напуски водорода приводят к снижению величины максимального изгиба пластины. Первопричиной изгиба палладиевой пластины при одностороннем насыщении водородом являются возникающие градиенты концентрации водорода, вызывающие, в свою очередь, градиенты дилатации кристаллической решетки металла. Однако ответственность за обратимое поведение палладиевой пластины при изгибе несет временно существующий градиентный материал Pd-PdHx: в первоначальные этапы насыщения вблизи поверхности, насыщаемой водородом, в пластине формируется твердый раствор водорода в палладии PdHx, в то время как более глубокие слои пластины со стороны медного покрытия еще свободны от водорода. По мере выравнивания концентрации водорода в пластине по сечению происходит ее распрямление.

В рамках обсужденной модели рассчитаны параметры временно существующего градиентного материала Pd-PdHх.

Результаты работы представляют интерес для разработки водородных сенсоров-датчиков утечек водорода.


Об авторах

М. B. Гольцова
Белорусский национальный технический университет
Беларусь
Минск, пр. Независимости, 65


Г. И. Жиров
Белорусский национальный технический университет
Беларусь
Минск, пр. Независимости, 65


Д. А. Назаров
Белорусский национальный технический университет
Беларусь
Минск, пр. Независимости, 65


Список литературы

1. . Большая советская энциклопедия. Электронный ресурс. URL: https://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/.

2. . Коваленко А. Д. Термоупругость. Киев: Вища шк., 1975. 216 с.

3. Гольцов В. А. Формоизменение палладиевой пластины под воздействием водорода / В. А. Гольцов, Р. В. Котельва, Т. А. Рюмшина и др. // Физика металлов и металловедение. 1990. Т. 10. С. 135–141.

4. . Goltsov V. A., Glukhova Zh. L., Redko A. L. Hydrogen Elasticity effect and its importance in diffusion of concentration inhomogeneities in metals // Intern. J. Hydrogen Energy. 1997. Vol. 22. P. 179–183.

5. . Гольцов В. А. Водородоупругое формоизменение палладиевой пластины. Теоретическое описание/ В. А. Гольцов, Ж. Л. Глухова // Физика металлов и металловедение. 2001. Т. 91. № 3. С. 21–25.

6. . Kotelva R. V., Glukhova Zh. L. Form Changing of Palladium under Hydrogen Treatment // Int. J. Hydrogen Energy. 1997. Vol. 22. no. 2/3. P. 175–177.

7. . Гольцов В. A. Формоизменение палладиевой пластины при ее одностороннем насыщении водородом и последующей дегазации / В. А. Гольцов, Ж. Л. Глухова, Р. В. Котельва // Физика металлов и металловедение. 1997. Т. 84. Вып. 5. С. 157–160.

8. . Гольцов В. А. Упругое изменение формы палладиевой пластины под действием водорода. Результаты эксперимента / В. А. Гольцов, Ж. Л. Глухова // Физика металлов и металловедение. 2000. Т. 90. № 4. С. 68–73.

9. . Гольцова М. В. Особенности формирования градиентного сплава палладий-водород и формоизменение палладиевой пластины в процессе одностороннего насыщения водородом / М. В. Гольцова, Е. Н. Любименко // Физика металлов и металловедение. 2011. Т. 112. № 4. С. 393–403.

10. . Гольцова М. В. Влияние температуры на формоизменение палладиевой пластины при ее одностороннем насыщении водородом /М. В. Гольцова, Е. Н. Любименко // Физика металлов и металловедение. 2012. Т. 113. № 2. С. 150–158.

11. . Гольцова М. В. Формоизменение палладиевой пластины при ее одностороннем насыщении водородом: влияние скорости роста давления газообразного водорода / М. В. Гольцова, Е. Н. Любименко // Физика металлов и металловедение. 2012. Т. 113. № 11. С. 1073–1079.

12. . Любименко Е. Н. Формоизменение палладиевой пластины, индуцированное малыми односторонними водородными воздействиями / Е. Н. Любименко, М. В. Гольцова // Металлофизика и новейшие технологии. 2014. Т. 36. № 2. С. 247–258.

13. Энциклопедический словарь нанотехнологий. Электронный ресурс. URL: https://dic. academic. ru/dic. nsf/nanotechnology/.

14. . Подскребко М. Д. Сопротивление материалов. Основы теории упругости, пластичности, ползучести и механики разрушения / М. Д. Подскребко. Минск: Выш. шк., 2009. 670 с.

15. . Водород в металлах / Под ред. Г. Алефельда, И. Фелькля. М.: Мир, 1981. 912 с.

16. . Райченко А. И. Математическая теория диффузии в приложениях. Киев: Наукова думка, 1981. 389 с.

17. . Романова И. Высокочувствительные датчики газа // Электроника: наука, технология, бизнес. 2011. № 1. URL: http:// www.electronics.ru/files/article_pdf/2/article_2860_724.pdf.

18. . Simon I., Arndt M. Thermal and gas-sensing properties of a micromachined thermal conductivity sensor for the detection of hydrogen in automotive applications // Sensors and Actuators A: Physical. 2002. Vol. 97–98. P. 104–108.

19. . Jakubik W. P., Urbańczyk M. W., Kochowski S., Bodzenta J. Bilayer structure for hydrogen detection in a surface acoustic wave sensor system // Sensors and Actuators B: Chemical. 2002. Vol. 82, Issues 2–3. P. 265–271.

20. . Hassan K., Iftekhar Uddin A. S. M., Chung Gwiy-Sang. Fast-response hydrogen sensors based on discrete Pt/Pd bimetallic ultra-thin films // Sensors and Actuators B: Chemical. 2016. Vol. 234. P. 435–445.

21. . Zhang D., Sun Yan’e, Jiang Chuanxing, Zhang Yong. Room temperature hydrogen gas sensor based on palladium decorated tin oxide/molybdenum disulfide ternary hybrid via hydrothermal route // Sensors and Actuators B: Chemical. 2017. Vol. 242. P. 15–24.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Гольцова М.B., Жиров Г.И., Назаров Д.А. Градиентный материал PD-PDHx. Литье и металлургия. 2018;(3):110-117. https://doi.org/10.21122/1683-6065-2018-3-110-117

For citation: Goltsova M.V., Zhirov I.G., Nazarov D.A. Gradient material Pd-PdHx. Litiyo i Metallurgiya (FOUNDRY PRODUCTION AND METALLURGY). 2018;(3):110-117. (In Russ.) https://doi.org/10.21122/1683-6065-2018-3-110-117

Просмотров: 266

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1683-6065 (Print)
ISSN 2414-0406 (Online)