Исследование миграции водорода в титане с использованием вихревого электромагнитного поля и ускоренных электронов в допороговой области

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследована миграция водорода в неоднородно насыщенном водородом техническом титане ВТ1-0 с использованием высокочастотного электромагнитного поля и пучка ускоренных электронов. Применение высокочастотного (50–1000 кГц) электромагнитного поля, генерирующего в материале вихревые токи, позволило наблюдать процесс миграции водорода у поверхности и в глубине образца. Для ускорения миграции водорода в объеме образца использовано облучение электронами с энергией 30–45 кэВ. Процесс миграции исследован в неоднородно насыщенном водородом образце технического титана с нанесенной на его поверхность методом магнетронного напыления пленкой нитрида титана. Плоские образцы ВТ1-0 градиентно насыщали водородом по методу Сивертса. Коэффициент диффузии водорода в титане определяли по изменению величины сигнала от датчика вихревого тока по глубине и вдоль образца, по мере миграции водорода в образце. Получены значения коэффициентов диффузии водорода вдоль поверхности и в глубине образца в равновесных условиях и при стимуляции пучком ускоренных электронов.

Об авторах

Ю. И. Тюрин

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: tyurin@tpu.ru
Россия, Томск

В. В. Ларионов

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Email: tyurin@tpu.ru
Россия, Томск

Список литературы

  1. Hydrogen in Metals. / Ed. Alefeld G., Volkl J. Berlin; Heidelberg; New York: Springer-Verlag, 1978. 427 p.
  2. Elias R.J., Corso H., Gervasioni J.L. // Intern. J. Hydrogen Energy. 2002. V. 27. P.91. https://www.doi.org/10.1016/S0360-3199(01)00082-9
  3. Evard E.A., Gabis I.E, Voyt A.P. // J. Alloys Compd. 2005. V. 404–406. № 8. Р. 335. https://www.doi.org/10.1016/j.jallcom.2005.05.001
  4. Scholz J., Zuchner H., Paulus H., Muller K-H. // J. Alloys Compd. 1997. V. 253–254. № 5. Р. 459. https://www.doi.org/10.1016/S0925-8388(96)03000-9
  5. Tyurin Yu.I., Chernov I.P. // Intern. J. Hydrogen Energy. 2002. V. 27. № 7–8. Р. 829. https://www.doi.org/10.1016/S0360-3199(01)00153-7
  6. Popov V.V., Basteev A.V., Solovey V.V., Prognimak A.M. // Intern. J. Hydrogen Energy. 1996. V. 21. № 4. Р. 259. https://www.doi.org/10.1016/0360-3199(95)00096-8
  7. Prognimak A.M. // J. Hydrogen Energy. 1995. V. 20. № 6. P. 449. https://www.doi.org/10.1016/0360-3199(94)00055-5
  8. Ikeya M., Miki T., Touge M. // Nature. 1981. V. 292. P. 613. https://www.doi.org/10.1038/292613a0
  9. Wang W.-E. // J. Alloy Compd. 1996. V. 238. № 1–2. P. 6. https://www.doi.org/10.1016/0925-8388(96)02264-5
  10. Нечаев Ю.С. // УФН. 2008. Т. 178. № 7. С. 709. https://www.doi.org/10.3367/UFNr.0178.200807b.0709
  11. Овчинников В.В. // УФН. 2008. Т. 178. № 9. С. 991. https://www.doi.org/10.3367/UFNr.0178.200809f.0991
  12. Кудияров В.Н., Лидер А.М., Пушилина Н.С., Тимченко Н.А. // ЖТФ. 2014. Т. 84. № 9. С. 117.
  13. Chernov I.P., Rusetsky A.S., Krasnov D.N., Larionov V.V., Sigfusson T.I., Tyurin Yu.I. // J. Eng. Thermophys. 2011. V. 20. № 4. Р. 360. https://www.doi.org/10.1134/S1810232811040059
  14. Hizhnyakov V., Haas M., Shelkan A., Klopov M. // Physica Scripta. 2014. V. 89. № 4. P. 044003. https://www.doi.org/10.1088/0031-8949/89/04/044003
  15. Dubinko V.I., Dovbnya A.N., Kushnir V.A., Khodak I.V., Lebedev V.P., Krylovskiy V.S., Lebedev S.V., Klepikov V.F., Ostapchuk P.N. // Phys. Solid State. 2012. V. 54. № 12. P. 2314.
  16. Dubinko V. I., Dubinko A. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2013. V. 303. P. 133. https://www.doi.org/10.1016/j.nimb.2012.10.014
  17. Kashkarov E.B., Nikitenkov N.N., Tyurin Yu.I. // IOP. Conf. Series: Mater. Sci. Engineer. 2015. V. 81. P. 012017. https://www.doi.org/10.1088/1757-899X/81/1/012017
  18. Dobmann G., Altpeter I., Kopp M. // Rus. J. Nondestructive Testing. 2006. V. 42. № 4. P. 272. https://www.doi.org/10.1134/S1061830906040085
  19. Wolter B., Gabi Y., Conrad C. // Appl. Sci. 2019. V. 9. P. 1068. https://www.doi.org/10.3390/app9061068
  20. Xu Sh., Larionov V.V., Soldatov A.I., Chang J. // IEEE Trans. Instrum. Measurement. 2021. V. 70. P. 1001408. https://www.doi.org/10.1109/TIM.2020.3017899
  21. Larionov V.V., Xu Sh., Shi K., Kroning M.X. // Adv. Mater. Res. 2015. V. 1084. P. 21. https://www.doi.org/10.4028/www.scientific.net/amr.1084.21
  22. Куксин А.Ю., Рохманенков А.С., Стегайлов В.В. // ФТТ. 2013. Т. 55. № 2. С. 326. https://www.doi.org/10.1134/S1063783413020182
  23. Ильин А.А., Колачев Б.А., Полькин И.С. Титановые сплавы. Состав, структура, свойства. Москва: Изд-во ВИЛС – МАТИ, 2009. 520 с.
  24. Ильин А.А., Колачев Б.А., Носов В.К., Мамонов А.М. Водородная технология титановых сплавов. Москва: Изд-во МИСиС, 2002. 392 с.
  25. Fukai Y. The Metal-Hydrogen System: Basic Bulk Properties. N.Y.: Springer 2009. 507 p.
  26. Rokhmanenkov A.S., Kuksin A.Yu., Yanilkin A.V. // Физика металлов и металловедение. 2017. Т. 118. № 1. С. 31. https://www.doi.org/10.7868/S0015323016100090
  27. Liu S., Wang Y.-G. // Chinese J. Nonferrous Metals. 2015. № 11. P. 3100.
  28. Wipf H. // Phys. Scr. 2001. V. 2001. № 1. P. 43. https://www.doi.org/10.1238/Physica.Topical.094a00043
  29. Takeda M., Kurisu H., Yamamoto S., Nakagawa H., Ishizawa K. // Appl. Surf. Sci. 2011. V. 258. № 4. P. 1405. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2011.09.092
  30. Hofman M.S., Wang D.Z., Yang Y., Koel B.E. // Surf. Sci. Rep. 2018. V. 73. № 4. P. 153. https://doi.org/10.1016/j.surfrep.2018.06.001
  31. Барашева Т.В., Анисимова И.А., Гуськова Е.И., Ермолова М.И. // Металловедение и термическая обработка металлов. 1978. № 4. С. 75.
  32. Святкин Л.А., Чернов И.П. Диффузионные барьеры для атома водорода в альфа-титане: расчеты из первых принципов // Тезисы докл. ХLVIII Междунар. Тулиновской конф. по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами / Ред. Пана- сюк М.И. М.: Университетская книга, 2018. С. 92.
  33. Tyurin, Y.I., Nikitenkov, N.N., Sypchenko, V.S., Hongru Z., Syaole M. // Int. J. Hydrogen Energy. 2021. V. 46. № 37. P. 19523. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2021.03.099
  34. Взаимодействие водорода с металлами // Ред. Захарова А.П. М.: Наука, 1987. 296 c.
  35. Гельд П.В., Рябов Р.А., Кодес Е.С. // Водород и несовершенства структуры металла. Москва: Металлургия, 1979. С. 85.
  36. Гапонцев А.В., Кондратьев В.В. // УФН. 2003. Т. 173. № 10. С. 1107. https://doi.org/10.3367/UFNr.0173.200310c.1107
  37. Коbeleva S.P. // Industrial Laboratory. 2007. V. 73. № 1. P. 60. http://dx.doi.org/10.17073/1609-3577-2016-3-210-216
  38. Pushilina N.S., Lider A.M., Kudiiarov V.N., Cher- nov I.P., Ivanova S.V. // J. Nucl. Mater. 2015. V. 456. P. 311. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2014.10.006
  39. Yin W., Peyton A.J. // Independent Nondestructive Testing Evaluation Int. 2007. V. 40. Iss. 1. P. 43. https://doi.org/10.1016/j.ndteint.2006.07.009
  40. Soldatov A.I., Soldatov A.A., Sorokin P. V., Loginov E.L., Abouellail A.A., Kozhemyak O.A., Bortalevich S.I. An auger spectrometer control system. // Proc. 2016 Intern. Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON). 2016. P. 1. https://doi.org/10.1109/SIBCON.2016.7491868
  41. Abouellail A.A., Obach I.I., Soldatov A.A., Sorokin P.V., Soldatov A.I. // Mater. Sci. Forum. 2018. V. 938. № P. 104. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.938.112
  42. Tyurin Y.I., Larionov V.V. // Metal Sci. Heat Treatment. 2018. V. 60. № 5–6. Р. 403. https://doi.org/10.1007/s11041-018-0291-5
  43. Тюрин Ю.И., Никитенков Н.Н., Ларионов В.В. // ЖФХ. 2011. Т. 85. № 6. С. 1148. https://doi.org/10.1134/S0036024411060318
  44. Сюй Ш., Ларионов В.В. // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2019. № 2. C. 33.
  45. Belkhiria S., Briki C., Dhao M.H., Sdiri N., Jemni A., Askri F., Nasrallah S.B. // Int. J. Hydrogen Energy. 2017. V. 42. № 26. P. 16645. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2017.04.295
  46. Sanz-Moral L.M., Navarrete A., Sturm G., Link G., Rueda M., Stefanidis G., Martín A. // J. Power Sources. 2017. V. 353. № 6. P. 131. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2017.03.110

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024