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Devanathan-Stachurski氫滲透測試步驟

更新時間:2025-10-15      點擊次數(shù):505

Devanathan-Stachurski氫滲透測試步驟

Devanathan-Stachurski氫滲透測試步驟 

氫擴散測試核心步驟(以電化學(xué)滲透法為例)

第一階段:樣品準(zhǔn)備

1. 樣品設(shè)計與加工:

 

材質(zhì):從待測材料上取樣。

 

 

形狀:通常加工成薄片狀,例如直徑為 30-100 mm,厚度為 0.1-2 mm 的圓片。厚度(L)的精確測量至關(guān)重要,因為擴散時間與 L2 成正比。

 

 

表面處理:用砂紙逐級打磨(如從 400# 到 2000#),確保樣品正反兩個表面光滑平整且平行。進行拋光以獲得鏡面效果,減少表面缺陷對氫原子復(fù)合的影響。清潔:依次使用丙酮、酒精等在超聲波清洗機中清洗,去除油污和雜質(zhì),然后用冷風(fēng)吹干。

 

2. 表面鍍鈀(Palladium Coating)

 

目的:防止測試過程中樣品表面被氧化或腐蝕,同時作為催化層保證氫的氧化反應(yīng)順利進行。鈀層能有效阻止雜質(zhì)原子阻塞表面,并允許氫原子自由通過。

 

 

如果沒有條件,鍍鎳也可以。

 

第二階段:實驗裝置搭建

安裝電解池

    使用一個雙電解池裝置,將樣品薄片夾在兩個電解池中間,像三明治一樣,將樣品分隔為兩個獨立的電化學(xué)腔室。

    充氫側(cè)(Cathodic Side):連接恒電位儀的工作電極(陰極)輸出端。此側(cè)通入含氫離子的溶液(如 0.1 M NaOH),通過陰極充氫反應(yīng)(2H? + 2e? → H?)使部分氫原子(H)進入樣品內(nèi)部。

    氧化側(cè)(Anodic Side):連接另一臺恒電位儀的工作電極(陽極)輸入端。此側(cè)注入相同的電解液,并施加一個恒定的陽極電位,使從樣品中擴散過來的氫原子立即被氧化成氫離子(H → H? + e?),產(chǎn)生陽極電流。   

檢查密封性

     確保兩個電解池之間密封良好,防止溶液泄漏和互相滲透。通常使用橡膠O型圈或墊片進行密封。在加入電解液后,先檢查系統(tǒng)是否漏液。

 

第三階段:測試與數(shù)據(jù)記錄

 

 

持續(xù)測試,直到氧化側(cè)的陽極電流達到一個穩(wěn)定不變的最大值(穩(wěn)態(tài)滲透電流 I∞)。這表示氫的輸入速率和輸出速率達到了平衡。

 

 

在充氫側(cè)施加一個恒電流或恒電位,開始電化學(xué)充氫。例如,施加一個恒定的陰極電流密度(如 0.1 mA/cm2)。

 

 

充氫開始后,氫原子在充氫側(cè)進入金屬樣品,并開始向氧化側(cè)擴散。

 

 

一旦氫原子擴散到氧化側(cè),立即被氧化成H?,產(chǎn)生陽極電流。

 

 

數(shù)據(jù)記錄:使用計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),連續(xù)監(jiān)測并記錄氧化側(cè)的陽極電流隨時間的變化曲線,即 滲透瞬態(tài)曲線(Permeation Transient Curve)

 

第四階段:數(shù)據(jù)處理

 

Devanathan-Stachurski氫滲透測試步驟 

 

 


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