Prova di permeabilità dell'idrogeno con un bipotenziostatico

Prova di permeabilità all'idrogeno nell'acciaio

Scopo sperimentale

Questo esperimento ha lo scopo di misurare il contenuto di idrogeno atomico nell'acciaio e la sua velocità di diffusione.

Impostazione dell'esperimento

Fig. 1 Impostazione della prova di permeabilità all'idrogeno

Preparazione della soluzione:

Soluzione di nichellatura (soluzione di nichellatura commerciale)

Camera anodica: 0,2 mol/L KOH

Camera catodica: 0,1 mol/l HCl

Strumento&elettrodos:

Modello di bipotenziostato CS2350M

Cella di nichellatura (cella di valutazione del rivestimento) * 1 pezzo

Cellule H* 1 set

elettrodo di riferimento Hg/HgO 1 pezzo

Q235 lamiera in acciaio al carbonio (5cm*5cm*0,5 mm) 1 pezzo

Elettrodi contatori di platino *2 pezzi

.

Passi di sperimentazione

(1)Esemplare pre-trasformazione

Prima dell'esperimento, il campione di acciaio al carbonio è stato lucidato fino a una superficie speculare con 180#, 400#, 600#, 1000# e 2000# di carta vetrata in ordine, poi lavato con acqua, asciugato con etanolo,e essiccati all'aria freddaIl campione è stato immerso in 0,1 mol/l di HCl per 3 minuti, risciacquato con acqua e poi immerso in 0,2 mol/l di KOH per 3 minuti, risciacquato con acqua, asciugato e messo in un essiccatore per l'uso.

(2)Altri prodotti per la lavorazione del metallo

Fig. 2 Collegamento di celle elettrolitiche ed elettrodi per il rivestimento in nichel

Come mostrato nella figura 2, abbiamo utilizzato la cella di valutazione del rivestimento ((CS934) per eseguire il nichellamento.poi mettere un piccolo pezzo di schiuma di nichel nella soluzione. l'alligatore rosso (CE) e giallo (RE) attaccano congiuntamente la striscia di schiuma di nichel e l'alligatore verde (WE) attacca l'acciaio al carbonio.si dovrebbe collegare insieme con verde WE). Quindi eseguire la prova “Galvanostatica”.

Figura 3 Impostazione dei parametri del rivestimento in nichel

Impostare la corrente applicata a -10 mA/cm2 L'area di esposizione del campione era di circa 7,065 cm², quindi abbiamo applicato -70,65 mA. Puoi impostare l'area dell'elettrodo in cell setting ).

Figura 4 Interfaccia di modifica dell'area dell'elettrodo

Il processo di rivestimento è durato 30 minuti. Dopo il completamento, si prega di lavare il metallo con acqua distillata, asciugarlo ad aria fredda e poi metterlo in un essiccatore per l'uso.

(2)Idrogenopermeabilitàprova

Fig. 5. Bipotentiostat CS2350M e cellule H

Nella camera anodico (cella di sinistra), è unSistema a 3 elettrodi:

- elettrodo di lavoro: superficie nichellata di acciaio al carbonio

- elettrodo di riferimento: elettrodo Hg/HgO

- Controelettrodo: elettrodo di platino

Il lato di carica dell'idrogeno (cella destra) adotta un sistema a due elettrodi.

- Anodo: superficie non nichellata in acciaio al carbonio, connessa all'alligatore WE

- Catodo: l'elettrodo di platino, che collega gli alligatori gialli (RE) e rossi (CE).

In primo luogo, aggiungere 250 ml di soluzione KOH da 0,2 mol/l alla camera anodico ((sinistra), e 250 ml di HCl da 0,1 mol/l alla camera catodica ((cellula destra), accendere il bipotenziostato,selezionare Bipotentiostat →Prove di diffusione dell'idrogeno.

Fig. 6. Impostazione dei parametri per la prova di diffusione dell'idrogeno

Impostare i parametri come nella figura 6: il potenziale di polarizzazione è di 0,45 V, la corrente di picco di carica dell'idrogeno è di -22,6 mA (10 mA/cm2), e la corrente di carica della valle dell'idrogeno è di 0.

Poiché l'idrogeno atomico [H] nell'acciaio al carbonio si diffonde gradualmente sulla superficie e si ossida in H+, la corrente anodica residua sarà gradualmente stabile.

Quando la corrente residua è inferiore a 1 mA/cm², nella cella destra (carica dell'idrogeno) si verificherà la seguente reazione:

Risultati e analisi

Coefficiente di diffusione dell'idrogeno

Fig. 7. Curva corrente-tempo di ossidazione nel test di diffusione dell'idrogeno

Dalla figura 7 possiamo ottenereIo..._massimo= 1,0058 × 10^{- 5}Altri^{- Due.}. Trova il tempo t quandoIo..._t- Io..._massimo= 0, 63,

t = 2,380 h = 8568 s.

Il tempo per iniziare la ricarica dell'idrogeno è di 5472 s, quindi il tempo di ritardot_L= 3096 s,spessore dell'acciaio al carbonio L = 0,1 cm, secondo la formula:

Possiamo calcolare il coefficiente di diffusione D = 5.383 × 10^-7cm²/ s.