Prueba de permeación de hidrógeno mediante un bipotenciostato

Prueba de permeabilidad al hidrógeno en acero

Propósito del experimento

Este experimento tiene por objeto medir el contenido de hidrógeno atómico en el acero y su velocidad de difusión.

Configuración del experimento

Figura 1 Configuración del ensayo de permeabilidad al hidrógeno

Preparación de la solución:

Solución de niquelado (solución comercial de niquelado)

En la cámara de ánodo: 0,2 mol/L KOH

Cámara catódica: 0,1 mol/L de HCl

El instrumento&electrodoS: el

Modelo de bipotenciostático CS2350M

Celular de niquelado (celular de evaluación de revestimiento) * 1 pieza

H-células* 1 conjunto

Electrodo de referencia Hg/HgO 1 pieza

Q235 placa de acero al carbono (5 cm*5 cm*0,5 mm) 1 pieza

Electrodo contador de platino * 2 piezas

.

Etapas del experimento

En el caso de losPreparación de la muestra-Procesamiento

Antes del experimento, la muestra de acero al carbono fue pulida hasta una superficie especular con 180#, 400#, 600#, 1000# y 2000# de lija en orden, luego fue lavada con agua, limpiada con etanol,y se secan en aire fríoLa muestra se sumergió en 0,1 mol/l de HCl durante 3 minutos, se enjuagó con agua, y luego se sumergió en 0,2 mol/l de KOH durante 3 minutos, se enjuagó con agua, se secó y se colocó en un desecador para su uso.

(2) ElLas demás piezas

Figura 2 Conexión de celdas electrolíticas y electrodos para el revestimiento de níquel

Como se muestra en la Figura 2, utilizamos la celda de evaluación de revestimiento ((CS934) para hacer la niquelación.Luego coloque un pequeño trozo de espuma de níquel en la solución. el rojo (CE) y el jabalí amarillo (RE) sujetan conjuntamente la cinta de espuma de níquel, y el jabalí verde (WE) sujetan a la acero al carbono ((Si hay un plomo de sentido blanco,Deberías conectarte con el verde WE)Luego, realizar el ensayo “Galvanostático”.

Figura 3 Ajuste de parámetros de la chapa de níquel

Establezca la corriente aplicada en -10 mA/cm2 El área de exposición de la muestra fue de aproximadamente 7.065cm², por lo que aplicamos -70.65 mA. Se puede configurar el área del electrodo en cell configuración ).

Figura 4 Interfaz de modificación de la superficie del electrodo

El proceso de recubrimiento duró 30 minutos. Después de que se haya completado, lavar el metal con agua destilada, secarlo en aire frío y luego colocarlo en un desecador para su uso.

(2) ElHidrógenoPermeabilidadPrueba

Figura 5. Bipotentiostat CS2350M y células H

En la cámara de ánodo (célula izquierda), es unSistema de 3 electrodos:

- Electrodo de trabajo: superficie niquelada de acero al carbono

- Electrodo de referencia: electrodo Hg/HgO

- Contador de electrodos: electrodo de platino

El lado de carga de hidrógeno ((célula derecha) adopta un sistema de dos electrodos.

- Anodo: superficie de acero al carbono no niquelada, que se conecta al cocodrilo WE

- Cátodo: el electrodo de platino, que conecta a los caimanes amarillos (RE) y rojos (CE) juntos.

En primer lugar, añadir 250 ml de solución KOH de 0,2 mol/L a la cámara del ánodo (izquierda) y 250 ml de HCl de 0,1 mol/L a la cámara del cátodo (celda derecha), encender el bipotenciostato,Seleccionar el punto de ensayo de difusión de hidrógeno..

Figura 6. Configuración de los parámetros para el ensayo de difusión de hidrógeno

Establezca los parámetros como se muestra en la figura 6: el potencial de polarización es de 0,45 V, la corriente máxima de carga de hidrógeno es de -22,6 mA (10 mA/cm2), y la corriente de la valla de carga de hidrógeno es de 0.

A medida que el hidrógeno atómico [H] en el acero al carbono se difunde gradualmente a la superficie y se oxida en H +, la corriente anódica residual gradualmente se estabilizará.

Cuando la corriente residual sea inferior a 1 mA/cm², en la célula derecha (carga de hidrógeno) se producirá la siguiente reacción:

Resultados y análisis

Coeficiente de difusión del hidrógeno

Figura 7. Curva de corriente y tiempo de oxidación en el ensayo de difusión de hidrógeno

De la figura 7 podemos obtenerYo..._{el máximo}= 1,0058 por 10^{- 5 años}A·cm^{- ¿Qué es?}Encuentra el tiempo t cuandoYo..._t- ¿ Qué pasa?_{el máximo}= 0.63,

T = 2,380 h = 8568 s.

El tiempo para comenzar la carga de hidrógeno es de 5472 s, por lo que el tiempo de retrasot_{- ¿ Qué?}= 3096 s, espesor del acero al carbono L = 0,1 cm, según la fórmula:

Podemos calcular el coeficiente de difusión D = 5.383 × 10^-7en cm²- ¿ Qué pasa?