Коррозионностойкие оксидно-керамические покрытия на алюминии, полученные при микроплазменном воздействии

Яковлев Ю.А.

ВОДОРОДНЫЙ МОНИТОРИНГ ДЕФЕКТНОЙ СТРУКТУРЫ МАТЕРИАЛОВ

Уран ИПМаш РАН, Санкт-Петербург, Россия

[email protected]

Водород содержится во всех металлах и сплавах. В отличие от большинства других компонентов сплава, он оказывает очень сильное влияние на механические свойства материалов. Для алюминия концентрация, при которой происходит водо- родное охрупчивание, составляет 1 атом водорода на 100 000 атомов алюминия. Таким образом, водород является одной из первопричин разрушения.

Влияние водорода на механические свойства металлов изучают уже более 100 лет. Установлено, что большие концентрации всегда приводят к водородной хрупкости[1]. Аккумулирование водорода происходит с локальным образованием пузырей, микротрещин и других дефектов структуры материала. Располагаясь внутри материала в ловушках различной природы (с разной энергией связи водо- рода в них), водород обладает диффузной подвижностью и под действием различ- ных нагрузок способен перераспределяться, как по объему образца[2], так и по энергетическим состояниям[3]. Для большинства конструкционных материалов (сталь, алюминий) накопление водорода происходит в низкоэнергетическом со- стоянии, что сильно влияет на прочностные свойства материала. Для титановых и циркониевых сплавов характерно накопление водорода в состояниях с большими энергиями связи(~1,5 eV), при этом возникает состояние сверхпластичности. Та- ким образом, по мере накопления водорода от минимальных, естественных кон- центраций до предельно возможных, механические свойства материалов могут су- щественно изменяться вплоть до достижения состояния сверхпластичности.

Имея информацию о концентрации и распределении водорода по энергиям связи, можно судить о структуре и об остаточном ресурсе материала. Водородный мониторинг материалов – новый вид диагностики структуры материалов, в основе которого лежит информация о количестве и распределении водорода по энергиям связи. Благодаря высокой точности метода становится возможным обнаружение точечных микродефектов. Высокая точность достигается за счет использования промышленного прибора – Анализатора водорода АВ-1, работающего по методу вакуум нагрева.

Водородная диагностика, в большинстве случаев, является методом непо- средственного прямого измерения фактора, вызывающего разрушение. Это суще- ственно увеличивает достоверность водородного мониторинга по сравнению с применяемыми в настоящее время методами УЗ дефектоскопии и структурных ис- следований.

1. Колачев Б.А. Водородная хрупкость металлов/ М.: «Металлургия» 1985г.

2. W. Gorsky Theorie der ordnungsprozesse und der diffusion in mischkristallen von CuAu//Sow.Phys., №8, p.443-456., 1935.

3. Полянский, А. М. Методы определения энергий связи водорода в твердом теле, реали- зованные на базе анализатора водорода АВ-1 / А. М. Полянский, В. А. Полянский, Ю. А. Яковлев // IHISM’07 Взаимодействие изотопов водорода с конструкционными ма- териалами. Третья международная конференция и Третья международная школа моло- дых специалистов (г.С. -Петербург, 02-07 июля 2007г.).- Саров, 2007.- с.342-244.

Дата добавления: 2017-01-14