Essai de perméation de l'hydrogène par un bipotentiostat

Essai de perméabilité à l'hydrogène dans l'acier

Objectif expérimental

Cette expérience vise à mesurer la teneur en hydrogène atomique dans l'acier et sa vitesse de diffusion.

Mise en place de l'expérience

Fig. 1 Configuration de l'essai de perméa­tion à l'hydrogène

Préparation de la solution:

Solution de nickelage (solution de nickelage commerciale)

Chambre d'anode: 0,2 mol/L KOH

Chambre cathodique: 0,1 mol/l de HCl

Instrument de mesure&électrodes:

Modèle de bipotentiostat CS2350M

Cellule de nickelage (cellule d'évaluation du revêtement) * 1 pièce

Cellules H* 1 jeu

électrode de référence Hg/HgO 1 pièce

Plaque en acier au carbone Q235 (5 cm*5 cm*0,5 mm) 1 pièce

électrode de compteur en platine *2 pièces

.

Étapes de l'expérience

Les États membresPré-échantillon-traitement

Avant l'expérience, l'échantillon d'acier au carbone a été poli jusqu'à une surface miroir avec 180#, 400#, 600#, 1000# et 2000# de papier de verre en ordre, puis il a été lavé avec de l'eau, essuyé avec de l'éthanol,et séchés à l'air froidL'échantillon a été immergé dans 0,1 mol/l de HCl pendant 3 min, rincé à l'eau, puis immergé dans 0,2 mol/l de KOH pendant 3 min, rincé à l'eau, séché et placé dans un désiccateur pour utilisation.

(2) LesDéchets et déchets métalliques

Figure 2 Connexion de cellule électrolytique et d'électrode pour le nickelage

Comme le montre la figure 2, nous avons utilisé la cellule d'évaluation de revêtement ((CS934) pour effectuer le nickel plating.puis mettre un petit morceau de mousse de nickel dans la solution. le rouge (CE) & jaune alligator (RE) joint clamp la bande de mousse de nickel, et le vert alligator (WE) clampS à l'acier au carboneVous devriez vous connecter avec WE vert)Ensuite, effectuez le test “Galvanostatique”.

Fig. 3 Réglage des paramètres du nickel

Réglez le courant appliqué à -10 mA/cm2 et la zone d'exposition de l'échantillon est d'environ 7,065 cm², nous avons donc appliqué -70.65 mA. Vous pouvez régler l'aire de l'électrode dans le réglage de la cellule).

Fig. 4 Interface de modification de la surface des électrodes

Après avoir terminé, veuillez laver le métal avec de l'eau distillée, le sécher à l'air froid, puis le placer dans un séchoir pour utilisation.

(2) LesHydrogènePerméabilitéle test

Fig. 5. Bipotentiostat CS2350M et cellules H

Dans la chambre d'anode (cellule de gauche), il est unSystème à 3 électrodes:

- électrode de travail: surface nickelée de l'acier au carbone

- électrode de référence: électrode Hg/HgO

- contre-électrode: électrode de platine

Le côté de charge de l'hydrogène (cellule droite) adopte un système à deux électrodes.

- Anode: surface non nickelée en acier au carbone, reliée à l'alligator WE

- cathode: l'électrode en platine, reliant les alligators jaunes (RE) et rouges (CE) ensemble.

Tout d'abord, ajouter 250 ml de solution KOH de 0,2 mol/l à la chambre d'anode (à gauche) et 250 ml de solution HCl de 0,1 mol/l à la chambre de cathode (à droite), allumer le bipotentiostat,sélectionnez Bipotentiostat →Essai de diffusion d'hydrogène.

Figure 6. Paramètres de réglage pour l'essai de diffusion de l'hydrogène

Réglez les paramètres comme indiqué à la figure 6: le potentiel de polarisation est de 0,45 V, le courant de charge de pic d'hydrogène est de -22,6 mA (10 mA/cm2) et le courant de la vallée de charge d'hydrogène est de 0.

Comme l'hydrogène atomique [H] dans l'acier au carbone se diffuse progressivement à la surface et est oxydé en H+, le courant résiduel anodique sera progressivement stable.

Lorsque le courant résiduel est inférieur à 1 mA/cm², dans la cellule droite (chargement d'hydrogène), la réaction suivante se produira:

Résultats et analyse

Coefficient de diffusion de l'hydrogène

Fig. 7. Courbe de courant d'oxydation - temps dans l'essai de diffusion d'hydrogène

De la figure 7 nous pouvons obtenirJe suis..._{Le maximum}= 1,0058 fois 10^{- 5}A·cm^{- Deux.}. Trouvez le temps t quandJe suis..._t- Je sais._{Le maximum}= 0,63,

t = 2,380 h = 8568 s.

Le temps de chargement de l'hydrogène est de 5472 s, donc le temps de retardt_L= 3096 s,épaisseur de l'acier au carbone L = 0,1 cm, selon la formule:

Nous pouvons calculer le coefficient de diffusion D = 5,383 × 10^-7en cm²- Je ne sais pas.