Bir bipotensiostatla hidrojen nüfuz testi

Çelikte hidrojen nüfuz testi

Deneyin amacı

Bu deney, çelikteki atomik hidrojen içeriğini ve difüzyon hızını ölçmeyi amaçlamaktadır.

Deneyin Kuruluşu

Şekil 1 Hidrojen nüfuz denemesi ayarları

Çözüm hazırlama:

Nikel kaplama çözeltisi (ticari nikel kaplama çözeltisi)

Anot odası: 0.2mol/L KOH

Katot odası: 0.1mol/L HCl

Enstrüman&Elektrots:

Bipotensiostat modeli CS2350M

Nikelleme hücresi (katlamanın değerlendirilmesi hücresi) * 1 adet

H hücreleri* 1 set

Hg/HgO referans elektrodu 1 adet

Q235 karbon çelik levha (5cm*5cm*0,5 mm) 1 adet

Platin sayıcı elektrot *2 adet

.

Deney adımları

(1)Örnek öncesi-işleme

Deneyden önce, karbon çelik örneği 180#, 400#, 600#, 1000# ve 2000# kum kağıdıyla aynalı bir yüzeye kadar cilalandı, sonra suyla yıkandı, etanol ile silindi,Ve soğuk havada kurutulmuş.Örnek, 3 dakika boyunca 0,1 mol/l HCl'ye batırıldı, suyla duruldu ve daha sonra 3 dakika boyunca 0,2 mol/l KOH'ya batırıldı, suyla duruldu, kuruldu ve kullanmak için bir kurutucuya konuldu.

(2)Nikelleme

Şekil 2 Nikel kaplama için elektrolitik hücre ve elektrot bağlantısı

Şekil 2'de gösterildiği gibi, nikeleme yapmak için kaplama değerlendirme hücresini kullandık.Sonra çözeltinin içine küçük bir parça nikel köpüğü koyun.Kırmızı (CE) ve sarı timsah (RE) nikel köpük bandını ve yeşil timsah (WE) karbon çelikten birlikte sıkıştırır.Yeşil WE ile bağlantı kurmalısınız)Sonra “Galvanostatik” testi yapın.

Şekil 3 Nikel kaplama parametreleri ayarlama

Uygulanan akımı -10 mA/cm2 olarak ayarlayın.²Elektrot alanını “cell setting” olarak ayarlayabilirsiniz.

Şekil 4 Elektrot Alanı Değiştirme Arayüzü

Plating süreci 30 dakika sürdü. Bittikten sonra, lütfen metali damıtılmış suyla yıkayın, soğuk havada kurulayın ve daha sonra kullanmak için kurutucuya koyun.

(2)Hidrojenpermeasyontest

Şekil 5. Bipotensiostat CS2350M ve H hücreleri

Anod odasında (sol hücre), bir3 elektrot sistemi:

- Çalışma elektrodu: karbon çeliklerin nikel kaplama yüzeyleri

- Referans elektrotu: Hg/HgO elektrotu

- Karşı elektrot: platin elektrot

Hidrojen şarj tarafı (sağ hücre) iki elektrot sistemini benimser.

- Anot: karbon çelikten nikelsiz yüzey, WE timsahına bağlanır

- Katot: sarı (RE) ve kırmızı (CE) timsahları birbirine bağlayan platin elektrotu.

İlk olarak, 250 ml 0.2 mol/L KOH çözeltisi anod odasına ((sol) ve 250 ml 0.1 mol/L HCl katot odasına ((sağ hücreye) ekleyin, bipotensiostatı açın,seçin: “Bipotensiostat”→Hidrojen Difüzyon Testi.

Şekil 6. Hidrojen difüzyon testi için parametrelerin ayarlanması

Parametreleri Şekil 6'ya göre ayarlayın: kutuplaşma potansiyeli 0,45 V, hidrojen şarj zirve akımı -22,6 mA (10 mA/cm2) ve hidrojen şarj vadisi akımı 0.

Karbon çelikteki atomik hidrojen [H] yavaş yavaş yüzeye yayılır ve H +'a okside edilirken, anodik kalıntı akımı yavaş yavaş istikrarlı olacaktır.

Geri kalan akım 1 mA/cm'den az olduğunda², sağ hücrede (hidrojen şarjı) aşağıdaki reaksiyon gerçekleşir:

Sonuç ve analiz

Hidrojen difüzyon katsayısı

Şekil 7. Hidrojen difüzyon testinde oksidasyon akımı-zaman eğrisi

Şekil 7'den elde edebilirizBen..._{En fazla}=1.0058×10^{- 5}A·cm^-2. Zamanı bul tBen..._t- Ben..._{En fazla}= 0.63,

t = 2,380 h = 8568 s.

Hidrojen şarjına başlama süresi 5472 s, yani gecikme süresit_L=3096 s, karbon çelik kalınlığı L=0,1cm, formüle göre:

Difüzyon katsayısını hesaplayabiliriz D=5.383×10^-7cm²/ s.