Экспериментальное исследование индуцированного водородом формоизменения пластины из палладия и сплавов α-PdHx
Экспериментально исследовано индуцированное водородом формоизменение пластинок из палладия и сплавов α-PdHx при их одностороннем дополнительном насыщении и последующей дегазации при 170 и 200°С. Выполненные эксперименты показали, что важными факторами водородного воздействия на формоизменение образц...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Физика и техника высоких давлений |
|---|---|
| Datum: | 2011 |
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України
2011
|
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/69455 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Экспериментальное исследование индуцированного водородом формоизменения пластины из палладия и сплавов α-PdHx / Ж.Л. Глухова, Е.Н. Любименко, В.А. Гольцов // Физика и техника высоких давлений. — 2011. — Т. 21, № 3. — С. 110-118. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860022758628392960 |
|---|---|
| author | Глухова, Ж.Л. Любименко, Е.Н. Гольцов, В.А. |
| author_facet | Глухова, Ж.Л. Любименко, Е.Н. Гольцов, В.А. |
| citation_txt | Экспериментальное исследование индуцированного водородом формоизменения пластины из палладия и сплавов α-PdHx / Ж.Л. Глухова, Е.Н. Любименко, В.А. Гольцов // Физика и техника высоких давлений. — 2011. — Т. 21, № 3. — С. 110-118. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Физика и техника высоких давлений |
| description | Экспериментально исследовано индуцированное водородом формоизменение пластинок из палладия и сплавов α-PdHx при их одностороннем дополнительном насыщении и последующей дегазации при 170 и 200°С. Выполненные эксперименты показали, что важными факторами водородного воздействия на формоизменение образца являются величина давления водорода, скорость подачи водорода в рабочую камеру, температура. Установлено, что при 170 и 200°C водород, исходно содержащийся в палладии, в главном не изменяет явление индуцированного водородом формоизменения металла.
Експериментально досліджено ініційоване воднем формозмінення пластинок з паладію та сплавів α-PdHx під час їх однобічного додаткового насичення та наступної дегазації при 170 і 200°C. Виконані експерименти показали, що важливими факторами водневої дії на формозмінення зразка є величина тиску водню, швидкість подавання водню в робочу камеру, температура. Встановлено, що при 170 та 200°C водень, що початково містився в паладії, в цілому не змінює явище ініційованого воднем формозмінення металу.
The hydrogen-induced shape change of the plates made of palladium and α-PdHx palladium alloys upon one-side additional saturation with hydrogen and subsequent degassing at 170 and 200°C was experimentally studied. The experiments showed, that the value of hydrogen pressure, speed of hydrogen feed into the working chamber and temperature are important factors of hydrogen influence on the shape change of the specimen. It was found that hydrogen contained initially in palladium does not change in principal the phenomenon of hydrogen-induced shape change of metal at 170 and 200°C.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:48:35Z |
| format | Article |
| fulltext |
Физика и техника высоких давлений 2011, том 21, № 3
© Ж.Л. Глухова, Е.Н. Любименко, В.А. Гольцов, 2011
PACS: 81.70.q, 81.40.Jj
Ж.Л. Глухова, Е.Н. Любименко, В.А. Гольцов
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ИНДУЦИРОВАННОГО
ВОДОРОДОМ ФОРМОИЗМЕНЕНИЯ ПЛАСТИНЫ ИЗ ПАЛЛАДИЯ
И СПЛАВОВ α-PdHx
Донецкий национальный технический университет
ул. Артема, 58, г. Донецк, 83000, Украина
Статья поступила в редакцию 1 сентября 2010 года
Экспериментально исследовано индуцированное водородом формоизменение пла-
стинок из палладия и сплавов α-PdHx при их одностороннем дополнительном на-
сыщении и последующей дегазации при 170 и 200°С. Выполненные эксперименты
показали, что важными факторами водородного воздействия на формоизменение
образца являются величина давления водорода, скорость подачи водорода в рабо-
чую камеру, температура. Установлено, что при 170 и 200°C водород, исходно
содержащийся в палладии, в главном не изменяет явление индуцированного водо-
родом формоизменения металла.
Ключевые слова: водородоупругость, формоизменение, сплавы α-PdHx
Растворенный в металлах водород вызывает расширение кристаллической
решетки. Поэтому любые его концентрационные неоднородности, в том чис-
ле и диффузионные потоки, приводят к появлению внутренних водородных
концентрационных (ВК) напряжений [1]. Эти напряжения, в свою очередь,
оказывают влияние на диффузионные процессы. Следовательно, перераспре-
деления водорода и ВК-напряжений в системах металл–водород оказываются
взаимосвязанными. Такая взаимообусловленность упругих и концентрацион-
ных полей приводит к целому ряду водородоупругих эффектов, которые
можно рассматривать как различные проявления водородоупругости [2,3].
Исследование явления водородоупругости не только представляет научный
интерес, но и имеет большое практическое значение для решения многих
прикладных задач водородной энергетики и водородных технологий. Дейст-
вительно, знание величины и характера действия ВК-напряжений, а также
управление ими необходимы для решения вопросов надежности и долговеч-
ности аппаратов и конструкций, испытывающих водородное воздействие. С
другой стороны, такие явления как формоизменение металлических пластин,
причиной которых являются возникновение и релаксация ВК-напряжений,
могут быть использованы при разработке и проектировании изделий, рабо-
Физика и техника высоких давлений 2011, том 21, № 3
111
тающих в водородосодержащих средах (натекатели водорода, водородные
датчики), и при решении других технических задач.
В ранее выполненных исследованиях [4] были установлены закономерно-
сти водородоупругого формоизменения палладиевой пластины при одно-
сторонних водородных воздействиях в интервале температур 100–150°С,
при которых узкая область α-твердого раствора водорода в системе Pd–H не
позволяла провести изучение явления в достаточно широком интервале во-
дородного воздействия. В связи с этим представляет интерес систематиче-
ское экспериментальное изучение явления при более высоких температурах.
Действительно, с увеличением температуры возрастает скорость диффузи-
онных процессов и расширяется диапазон давлений водорода, соответст-
вующих области α-твердого раствора водорода в системе Pd–H. Это откры-
вает дополнительные возможности для накопления информации о законо-
мерностях водородоупругих эффектов в системах палладий–водород. Нами
была создана новая водородовакуумная установка ВВУ-4, которая позволяет
проводить наблюдение in situ и измерение обратимых и необратимых фор-
моизменений палладиевых образцов в интервале температур 100–350°C и
при подаче водорода в камеру до давлений 103–2.5·106 Pa без развития гид-
ридных превращений.
Цель настоящей работы – обобщить первые результаты эксперименталь-
ных исследований водородоупругого формоизменения палладиевой пласти-
ны при ее одностороннем насыщении водородом при 170 и 200°С.
Из палладия прокатали фольгу толщиной 0.29 mm и вырезали образцы в
виде пластинок размером 68 × 5.5 × 0.29 mm. Образцы отжигали в вакууме
(1.33 Pa) при температуре 700°C в течение 1 h и охлаждали с печью до 20°С.
Далее на одну сторону образца электролитически осаждали медную пленку
толщиной 0.75 μm.
Подготовленный таким образом образец одним концом закрепляли гори-
зонтально в рабочей камере водородовакуумной установки, располагая пла-
стинку так, чтобы верхней стороной была та, что покрыта медью. После
монтажа образца в камере для релаксации остаточных напряжений проводи-
ли несколько термоциклов, нагревая и охлаждая образец в вакууме (1.33 Pa)
от комнатной температуры до температуры, при которой далее проводится
серия намеченных экспериментов. После 3–5 таких термоциклов образец в
последующем не реагировал на дальнейшие нагревы и охлаждения в вакууме.
В табл. 1–3 обобщены результаты выполненных трех серий эксперимен-
тов, в которых ставилась задача получить информацию о влиянии на фор-
моизменение палладиевой пластинки таких ожидаемо важных факторов, как
величина подаваемого давления водорода, повышение температуры, ско-
рость подачи водорода и отсутствие или наличие в палладии предваритель-
но растворенного водорода. Обсудим далее результаты выполненных экспе-
риментов. При этом оговорим сразу, что из-за многофакторности изучаемо-
го явления на настоящем начальном этапе его изучения мы ставим задачу
Физика и техника высоких давлений 2011, том 21, № 3
112
установить тенденции влияния указанных выше факторов с тем, чтобы за-
фиксировать эти тенденции и указать необходимость и направление даль-
нейших исследований явления.
В первой серии экспериментов исследовали влияние величины давления
водорода на формоизменение палладиевой пластины при ее одностороннем
и быстром насыщении водородом и последующей дегазации при 170 и
200°С. Эксперименты этой серии проводили по такой схеме. Стабилизиро-
ванный образец нагревали до заданной температуры, которая в дальнейшем
в процессе эксперимента поддерживалась постоянной. Выдерживали обра-
зец в вакууме при этой температуре в течение 0.5 h. Затем быстро осуществ-
ляли напуск диффузионно-очищенного водорода в рабочую камеру до за-
данного давления и при этом наблюдали in situ за формоизменением образца
и измеряли величину стрелы прогиба. Смещение свободного конца пластин-
ки под воздействием водорода наблюдали через окно рабочей камеры. Ве-
личину смещения измеряли катетометром с точностью ±0.02 mm. Экспери-
мент при заданном давлении водорода длился до тех пор, пока образец не
приходил в стационарное состояние. После этого водород из камеры отка-
чивали и он эвакуировался из образца. Далее формоизменение образца из-
меряли в обратном направлении до достижения нового стационарного со-
стояния пластинки.
Характерная кривая временной зависимости стрелы прогиба образца в
процессе бароупругого нагружения водородом для 200°C и давления водо-
рода 3·104 Pa представлена на рис. 1. Изгибы пластины при насыщении при-
няты за положительные, а при дегазации – за отрицательные. Максимальные
значения стрелы прогиба (формоизменения) образца наблюдаются в первые
моменты насыщения и дегазации. Так, при быстром (в течение 4.86 s) по-
вышении давления водорода в рабочей камере до 3·104 Pa стрела прогиба
увеличивается от 0 до 1.33 mm. Время достижения максимума формоизме-
нения составляет всего 15 s. Затем
стрела прогиба плавно уменьшается,
и через 12.58 min образец выходит в
стационарное состояние. Формоиз-
менение в стационарном состоянии
составляет 0.16 mm. Это означает,
что в первом цикле водородного воз-
действия (при насыщении водоро-
дом) наблюдается остаточное формо-
изменение. При дегазации камеры и
эвакуации водорода из образца на-
блюдается подобная, но обратного
знака картина. При этом в первые
моменты (через 19 s) дегазации также
наблюдается максимальное отрица-
Рис. Временная зависимость стрелы
прогиба образца в процессе бароупру-
гого нагружения водородом, изобари-
ческой выдержки и последующей дега-
зации; T = 200°C, P = 3·104 Pa
Физика и техника высоких давлений 2011, том 21, № 3
113
тельное формоизменение (0.81 mm). Затем образец плавно возвращается в
стационарное состояние, весьма близкое к исходному. Конечное остаточное
формоизменение является отрицательным и составляет всего 0.03 mm. Это
означает, что за полный цикл водородного воздействия (насыщение и по-
следующая дегазация) формоизменение палладиевой пластины можно счи-
тать практически полностью обратимым.
В табл. 1 обобщены условия и результаты экспериментов при 170 и 200°C,
в которых изменялось давление подаваемого водорода. Здесь и далее P – дав-
ление водорода, подаваемое в камеру; t, V – время и скорость напуска водоро-
да в камеру; ymax, ymin – соответственно максимальное и остаточное формоиз-
менение; tmax – время достижения максимального формоизменения; tmin –
время, через которое образец выходит в стационарное состояние. Принятые
обозначения одинаковы для процессов напуска водорода и дегазации. Как
видно из табл. 1 (эксперименты 1–3), при увеличении давления подаваемого в
камеру водорода от P = 3·104 до P = 1.5·105 Pa значение ymax увеличивается от
1.33 до 2.50 mm (т.е. примерно в 1.8 раза). Абсолютная величина остаточного
формоизменения существенно колеблется от эксперимента к эксперименту, и
его доля от максимального формоизменения от давления водорода практиче-
ски не зависит (10–12%). Интересно, что с ростом давления водорода время
достижения максимального формоизменения и время достижения стационар-
ного остаточного формоизменения увеличивается. Аналогичные тенденции в
поведении формоизменения имеют место и при дегазации образцов, исходно
насыщаемых водородом при возрастающих давлениях.
Таблица 1
Влияние величины давления водорода и температуры на формоизменение
палладиевой пластины, исходно не содержащей водород
№ экспе-
римента P, 104 Pa T, °С t, s ymax, mm tmax, s ymin, mm tmin, min ymin/ymax, %
Насыщение
1 3 4.86 1.33 15 0.16 12.58 12.03
2 9 3.91 2.19 19 0.24 24.18 10.96
3 15
200
8.91 2.50 20 0.30 40.52 12.00
4 3 2.43 1.10 22 0.20 32.00 18.18
5 9 170 7.56 1.86 30 0.33 27.31 17.74
Дегазация
1 3 5.98 –0.81 19 –0.03 15.20 3.70
2 9 7.60 –1.61 24 –0.04 29.60 2.48
3 15
200
1.50 –2.17 15 –0.03 30.00 1.38
4 3 3.00 –0.87 30 –0.04 23.20 4.60
5 9 170 9.90 –1.51 29 –0.04 39.00 2.65
В целом полученные в этих экспериментах результаты качественно хо-
рошо согласуются с нашими данными [3], полученными в экспериментах
при 100–150°C. Однако теперь при более высоких температурах и больших
Физика и техника высоких давлений 2011, том 21, № 3
114
давлениях водорода достигаются значительно большие по абсолютной ве-
личине изгибы пластинки.
Коснемся теперь природы остаточного стационарного формоизменения
при насыщении пластинки водородом. Прежде всего обратим внимание на
то, что при полном цикле водородного воздействия (насыщение–дегазация)
во всех экспериментах наблюдалась практически полная обратимость явле-
ния. Это позволяет предположить, что в целом изучаемое водородное воз-
действие не вызывало в металле необратимой пластической деформации.
При этом нельзя исключать возможность обратимой подвижки дислокаций
и протекание некоторых актов микропластической деформации. Но мы счи-
таем, что если они и есть, то не они в целом ответственны за наблюдаемое
остаточное формоизменение ymin при насыщении пластинки водородом.
Этот эффект, как уже обсуждалось в работе [4], имеет другую природу: в
наших условиях при насыщении пластинки водородом за время эксперимен-
та не достигается равномерное распределение водорода по толщине образца,
поскольку возникающее поле водородоупругих напряжений вызывает вос-
ходящую диффузию водорода, направленную по градиенту концентрации
водорода и сильно замедляющую процесс насыщения пластики. Наличием
остаточных градиентов концентрации водорода и водородоупругих напря-
жений и обусловлено остаточное формоизменение. При повышении темпе-
ратуры коэффициент диффузии водорода увеличивается, что приводит не
только к возрастанию скорости диффузионного процесса, но и к увеличению
вклада составляющей потока водорода, обусловленной градиентом концен-
трации, и уменьшению вклада составляющей, обусловленной градиентом
напряжений. Экспериментально это проявляется в уменьшении вклада оста-
точного формоизменения в общем формоизменении образца в первом цикле
водородного воздействия (при насыщении образца водородом).
Результаты изучения влияния скорости подачи водорода при прямом из-
гибе пластинки и скорости дегазации при обратном изгибе пластинки обоб-
щены в табл. 2. Из ее данных однозначно следует, что этот эксперименталь-
ный фактор оказывает исключительно сильное влияние на изучаемое явле-
ние. Действительно, как видно из табл. 2, при 200°C (см. колонки 3–7) при
одинаковом конечном значении давления водорода P = 3·104 Pa при увели-
чении времени подачи водорода на два порядка (и соответствующем умень-
шении скорости подачи водорода) максимальный изгиб уменьшается в 4
раза, а время его достижения увеличивается более чем в 2 раза. При этом
скорость подачи водорода не оказывает влияния на величину остаточного
изгиба образца (ymin = 0.14–0.15 mm) (см. колонки 5 и 8). Это приводит к то-
му, что вклад остаточного формоизменения в общем формоизменении с
уменьшением скорости подачи водорода существенно растет. Так, напри-
мер, при 200°C при скорости подачи водорода в камеру, равной 3·103 Pa/s,
отношение ymin/ymax = 9.15%, тогда как для V = 29 Pa/s ymin/ymax = 39.4% (см.
колонки 5 и 10).
Физика и техника высоких давлений 2011, том 21, № 3
115
Таблица 2
Влияние скорости подачи водорода в рабочую камеру на формоизменение
палладиевой пластины
№ экспе-
римента
P, 104
Pa T, °С t, s V, Pa/s ymax, mm tmax, s ymin, mm tmin, min ymin/ymax, %
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Насыщение
1 3 9.99 3.0·103 1.53 17 0.14 16.59 9.15
2 9 14.5 2.07·103 1.5 20 0.15 20.25 10.0
3 15
200
1033.2 29 0.38 45 0.15 29.24 39.47
4 2.5 2 1.25·104 1.37 15 0.2 47.0 14.6
5 11.3 2.7·103 1.01 27 0.16 35.06 15.84
6
3
170
614.4 48.8 0.71 35 0.18 30.26 25.35
Дегазация
1 3 6.43 4.7·103 –1.07 15 –0.01 29.38 0.9
2 9 12.53 2.4·103 –1.10 30 0 27.03 0
3 15
200
17.40 17.2 –0.22 80 –0.05 11.0 23
4 2.5 2.0 1.5·104 –0.71 30 –0.01 33.38 1.4
5 12.82 2.3·103 –0.65 39 –0.01 33.32 1.5
6 3
170
840 35.7 –0.22 160 –0.02 49.26 9
Наблюдаемый экспериментально ход временной зависимости формоизме-
нения качественно хорошо согласуется с современными представлениями о
диффузионном насыщении металла водородом. Известно, что если процесс
диффузии лимитирует насыщение металла водородом, то за короткое время в
приповерхностном слое металла устанавливается концентрация водорода,
близкая к равновесной растворимости, и соответственно быстро устанавли-
ваются максимальные градиенты концентрации водорода, и возникают мак-
симальные водородоупругие напряжения. Подтверждением сказанного выше
являются наблюдаемые в наших экспериментах максимальные формоизмене-
ния пластины в начальные моменты водородного взаимодействия. Скорость
напуска водорода в рабочую камеру определяет время, в течение которого в
камере устанавливается заданное давление. Уменьшение скорости подачи во-
дорода ведет к увеличению этого времени, а следовательно, и времени уста-
новления концентрации, соответствующей равновесной растворимости водо-
рода, в приповерхностных слоях металла. Это, в свою очередь, не только ска-
зывается на величине возникающих градиентов концентрации водорода по
толщине пластины, но и оказывает влияние на ход временных изменений этих
градиентов, что экспериментально проявляется как зависимость величины
максимального формоизменения пластины и времени его достижения от ско-
рости напуска водорода в камеру. Таким образом, скорость подачи водорода в
камеру является важнейшим фактором водородного воздействия, влияющим
не только на величину формоизменения, но существенно сказывающимся и
на характере временного изменения формоизменения образца.
Физика и техника высоких давлений 2011, том 21, № 3
116
Аналогичные зависимости наблюдаются и при изменении скорости откач-
ки водорода и соответствующей скорости дегазации (см. табл. 2, дегазация), а
также в экспериментах при 170°C (насыщение и дегазация). Важно вновь
подчеркнуть, что при всех скоростях подачи водорода и последующей дегаза-
ции явление формоизменения палладиевой пластинки оказалось полностью
обратимым и остаточное формоизменение в конце полного цикла водородно-
го воздействия ymin по абсолютному значению не превосходит 0.01–0.02 mm.
В третьей серии экспериментов исследовали влияние исходного содержа-
ния водорода на формоизменение палладиевой пластины при ее дополни-
тельном одностороннем водородном насыщении. Эксперименты данной се-
рии проводили по описанной методике, но напуск водорода осуществляли в
несколько этапов. При этом каждый последующий напуск проводили после
выхода образца в стационарное состояние. В несколько этапов осуществля-
ли и дегазацию образца. Результаты одного из таких экспериментов для
200°C представлены в табл. 3. Здесь P1 и P2 – исходное и конечное содержа-
ние водорода в камере при каждом напуске или откачке; ΔP – соответст-
вующее изменение давления; n1, n2, Δn – рассчитанные относительные кон-
центрации водорода, соответствующие давлениям P1, P2 и ΔP. Остальные
обозначения соответствуют принятым выше. Из анализа результатов экспе-
риментов этой серии можно сделать следующий вывод. Характер изменения
во времени формоизменения при дополнительном насыщении пластинки,
исходно уже содержащей водород, практически не изменяется: максималь-
ные формоизменения также наблюдаются в первые моменты насыщения или
дегазации; формоизменение пластинки за полный цикл водородного воздей-
ствия является практически полностью обратимым. Как видно из данных,
представленных в табл. 3, время достижения максимального формоизменения
Таблица 3
Влияние исходного содержания водорода в образце на формоизменение палла-
диевой пластины (T = 200°С)
№
эк
сп
ер
им
ен
та
P 1
, 1
05 Р
а
n 1
(H
/P
d)
ΔP
, 1
05 Р
а
Δn
(H
/P
d)
P 2
, 1
05 Р
а
n 2
(H
/P
d)
t,
s
V,
P
a/
s
y m
ax
, m
m
t m
ax
, s
y m
in
, m
m
t m
in
, m
in
y m
in
/y
m
ax
, %
Насыщение
1 0 0 0.26 0.012 0.26 0.012 5.38 0.048 1.45 5.38 0.06 18.40 4.1
2 0.26 0.012 0.74 0.014 1.0 0.026 17.28 0.042 1.55 17.6 0.09 10.45 5.8
3 1.0 0.026 1.3 0.0246 2.3 0.0506 39.91 0.034 2.17 39.9 0.12 26.36 5.5
Дегазация
4 2.3 0.0506 0.85 0.0162 1.45 0.0344 8.0 – –2.67 8 –0.85 6.02 3.2
5 1.45 0.0344 0.45 0.0084 1.0 0.026 2 – –0.85 6 –0.27 2.02 3.2
6 1.0 0.026 0.5 0.0089 0.5 0.0171 2 – –1.15 11 –0.27 2.10 2.4
7 0.5 0.0171 0.5 0.0171 0 0 5 – –2.08 15 0 18.45 0
Физика и техника высоких давлений 2011, том 21, № 3
117
и время напуска водорода в камеру при каждом последующем насыщении
водородом полностью совпадают. Практически совпадают и вклады оста-
точного формоизменения в общее формоизменение.
Итак, сильного влияния водорода, исходно содержащегося в пластинке
(т.е. когда можно рассматривать Pd-пластинку как состоящую из сплава
α-PdHx), на достигаемый максимальный изгиб не было обнаружено. Резуль-
таты этих экспериментов интересны тем, что мы изначально предполагали,
что исходное содержание водорода в образце должно оказывать достаточно
сильное влияние на временной ход зависимости формоизменения и приво-
дить к бóльшим максимальным формоизменениям, чем те, что наблюдаются
при насыщении пластинки, не содержащей водород. Это предположение
было основано на том, что при дополнительном насыщении водородом пла-
стинки из сплава α-PdHx должно иметь место перераспределение исходно
растворенного водорода под действием возникающего градиента внутрен-
них напряжений по толщине пластины (подобно эффекту Льюиса [5]). Ока-
залось, что в наших условиях эксперимента ожидаемое явление перераспре-
деления исходного водорода не оказывает существенного влияния на эф-
фект изгиба пластинки. Можно предположить, что заметные эффекты будут
проявляться при более низких температурах при сильном влиянии восходя-
щей диффузии водорода, как это имеет место в эффекте Льюиса при ком-
натной температуре. Данный вопрос требует специального дополнительного
изучения и может быть предметом исследований в будущем.
Выводы
В настоящей работе изучено явление индуцированного водородом формо-
изменения пластинки из палладия и сплавов α-PdHx при их одностороннем на-
сыщении водородом и при последующей дегазации при температурах более
высоких (170 и 200°С), чем те (100–150°С), при которых явление было изучено
ранее. Полученные результаты позволили уточнить некоторые тенденции по-
ведения формоизменения при изменении параметров водородного воздействия.
Подтверждено, что с ростом давления водорода при постоянной темпера-
туре максимальное формоизменение закономерно увеличивается и при
170°C, и при 200°С. При этом вклад остаточного формоизменения, т.е.
ymax/ymin, при увеличении температуры уменьшается. Аналогичные тенден-
ции в поведении формоизменения имеют место и при дегазации образцов,
исходно насыщаемых водородом при возрастающих давлениях.
Установлено, что исключительно сильное влияние на изучаемое явление
оказывает скорость подачи водорода в камеру. Снижение скорости подачи
водорода приводит к весьма сильному уменьшению максимального формо-
изменения и увеличению времени его достижения. Эта закономерность име-
ет существенное практическое значение для понимания путей совершенст-
вования технологий эксплуатации металлических изделий в водородосодер-
жащих средах.
Физика и техника высоких давлений 2011, том 21, № 3
118
1. Progress in Hydrogen Treatment of Materials, V.A. Goltsov (ed.), Coral Gables:
«Kassiopeya Ltd. », Donetsk (2001).
2. В.А. Гольцов, А.Л. Редько, Ж.Л. Глухова, ФММ 95, № 1, 79 (2003).
3. Тезисы Международной конференция «Современные проблемы физики метал-
лов», 7–9 октября 2008 г., Киев (2008).
4. В.А. Гольцов, Ж.Л. Глухова, ФММ 90, № 4, 68 (2000).
5. F.A. Lewis, K. Kandasamy, B. Baranowsky, Int. J. Hydrogen Energy 13, 439 (1988).
Ж.Л. Глухова, О.М. Любименко, В.О. Гольцов
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ІНІЦІЙОВАНОГО ВОДНЕМ
ФОРМОЗМІНЕННЯ ПЛАСТИН З ПАЛАДІЮ ТА СПЛАВІВ α-PdHx
Експериментально досліджено ініційоване воднем формозмінення пластинок з па-
ладію та сплавів α-PdHx під час їх однобічного додаткового насичення та наступної
дегазації при 170 і 200°C. Виконані експерименти показали, що важливими факто-
рами водневої дії на формозмінення зразка є величина тиску водню, швидкість по-
давання водню в робочу камеру, температура. Встановлено, що при 170 та 200°C
водень, що початково містився в паладії, в цілому не змінює явище ініційованого
воднем формозмінення металу.
Ключовi слова: водневопружність, формозмінення, сплави α-PdHx
Zh.L. Glukhova, E.N. Lubimenko, V.A. Goltsov
EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF HYDROGEN-INDUCED
SHAPE CHANGE OF PLATES MADE OF PALLADIUM
AND α-PdHx PALLADIUM ALLOYS
The hydrogen-induced shape change of the plates made of palladium and α-PdHx
palladium alloys upon one-side additional saturation with hydrogen and subsequent de-
gassing at 170 and 200°C was experimentally studied. The experiments showed, that the
value of hydrogen pressure, speed of hydrogen feed into the working chamber and tem-
perature are important factors of hydrogen influence on the shape change of the speci-
men. It was found that hydrogen contained initially in palladium does not change in prin-
cipal the phenomenon of hydrogen-induced shape change of metal at 170 and 200°C.
Keywords: hydroelasticity, shape change, α-PdHx alloys
Fig. Time dependence of the specimen deflection upon hydrogenation at enhanced hy-
drogen pressure, isobaric holding, and subsequent degassing; T = 200°С, P = 3·104 Pа
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-69455 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0868-5924 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:48:35Z |
| publishDate | 2011 |
| publisher | Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Глухова, Ж.Л. Любименко, Е.Н. Гольцов, В.А. 2014-10-14T06:37:01Z 2014-10-14T06:37:01Z 2011 Экспериментальное исследование индуцированного водородом формоизменения пластины из палладия и сплавов α-PdHx / Ж.Л. Глухова, Е.Н. Любименко, В.А. Гольцов // Физика и техника высоких давлений. — 2011. — Т. 21, № 3. — С. 110-118. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 0868-5924 PACS: 81.70.q, 81.40.Jj https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/69455 Экспериментально исследовано индуцированное водородом формоизменение пластинок из палладия и сплавов α-PdHx при их одностороннем дополнительном насыщении и последующей дегазации при 170 и 200°С. Выполненные эксперименты показали, что важными факторами водородного воздействия на формоизменение образца являются величина давления водорода, скорость подачи водорода в рабочую камеру, температура. Установлено, что при 170 и 200°C водород, исходно содержащийся в палладии, в главном не изменяет явление индуцированного водородом формоизменения металла. Експериментально досліджено ініційоване воднем формозмінення пластинок з паладію та сплавів α-PdHx під час їх однобічного додаткового насичення та наступної дегазації при 170 і 200°C. Виконані експерименти показали, що важливими факторами водневої дії на формозмінення зразка є величина тиску водню, швидкість подавання водню в робочу камеру, температура. Встановлено, що при 170 та 200°C водень, що початково містився в паладії, в цілому не змінює явище ініційованого воднем формозмінення металу. The hydrogen-induced shape change of the plates made of palladium and α-PdHx palladium alloys upon one-side additional saturation with hydrogen and subsequent degassing at 170 and 200°C was experimentally studied. The experiments showed, that the value of hydrogen pressure, speed of hydrogen feed into the working chamber and temperature are important factors of hydrogen influence on the shape change of the specimen. It was found that hydrogen contained initially in palladium does not change in principal the phenomenon of hydrogen-induced shape change of metal at 170 and 200°C. ru Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України Физика и техника высоких давлений Экспериментальное исследование индуцированного водородом формоизменения пластины из палладия и сплавов α-PdHx Експериментальне дослідження ініційованого воднем формозмінення пластин з паладію та сплавів α-PdHx Experimental investigation of the hydrogen-induced shape change of plates made of palladium and α-PdHx palladium alloys Article published earlier |
| spellingShingle | Экспериментальное исследование индуцированного водородом формоизменения пластины из палладия и сплавов α-PdHx Глухова, Ж.Л. Любименко, Е.Н. Гольцов, В.А. |
| title | Экспериментальное исследование индуцированного водородом формоизменения пластины из палладия и сплавов α-PdHx |
| title_alt | Експериментальне дослідження ініційованого воднем формозмінення пластин з паладію та сплавів α-PdHx Experimental investigation of the hydrogen-induced shape change of plates made of palladium and α-PdHx palladium alloys |
| title_full | Экспериментальное исследование индуцированного водородом формоизменения пластины из палладия и сплавов α-PdHx |
| title_fullStr | Экспериментальное исследование индуцированного водородом формоизменения пластины из палладия и сплавов α-PdHx |
| title_full_unstemmed | Экспериментальное исследование индуцированного водородом формоизменения пластины из палладия и сплавов α-PdHx |
| title_short | Экспериментальное исследование индуцированного водородом формоизменения пластины из палладия и сплавов α-PdHx |
| title_sort | экспериментальное исследование индуцированного водородом формоизменения пластины из палладия и сплавов α-pdhx |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/69455 |
| work_keys_str_mv | AT gluhovažl éksperimentalʹnoeissledovanieinducirovannogovodorodomformoizmeneniâplastinyizpalladiâisplavovαpdhx AT lûbimenkoen éksperimentalʹnoeissledovanieinducirovannogovodorodomformoizmeneniâplastinyizpalladiâisplavovαpdhx AT golʹcovva éksperimentalʹnoeissledovanieinducirovannogovodorodomformoizmeneniâplastinyizpalladiâisplavovαpdhx AT gluhovažl eksperimentalʹnedoslídžennâínícíiovanogovodnemformozmínennâplastinzpaladíûtasplavívαpdhx AT lûbimenkoen eksperimentalʹnedoslídžennâínícíiovanogovodnemformozmínennâplastinzpaladíûtasplavívαpdhx AT golʹcovva eksperimentalʹnedoslídžennâínícíiovanogovodnemformozmínennâplastinzpaladíûtasplavívαpdhx AT gluhovažl experimentalinvestigationofthehydrogeninducedshapechangeofplatesmadeofpalladiumandαpdhxpalladiumalloys AT lûbimenkoen experimentalinvestigationofthehydrogeninducedshapechangeofplatesmadeofpalladiumandαpdhxpalladiumalloys AT golʹcovva experimentalinvestigationofthehydrogeninducedshapechangeofplatesmadeofpalladiumandαpdhxpalladiumalloys |