Водород в железе и других металлах, страница 6

·  изменение химического состава (по содержанию основных и примесных элементов),

·  изменение структуры,

·  наложение электрического или температурного поля,

·  изменение степени напряженности решетки вследствие механических воздействий,

·  прочие.

Такие ученые как Корню, Гельд и др., изучая влияние пластической деформации на диффузию водорода, выяснили, что в деформированных металлах скорость диффузии существенно падает. Так в холодно-деформированной меди коэффициент диффузии в четыре раза меньше, чем в недеформированной. Аналогично влияет внутренний наклеп при фазовых превращениях. Появление в деформированной решетке развитой сетки дислокаций, дробление и разворот блоков мозаики существенно затрудняют протекание элементарных актов миграции водорода, т. е. уменьшают его подвижность. Возникающие в решетке по тем или иным причинам нарушения (дефекты) рассматриваются учеными как своеобразные «ловушки» или центры захвата для атомов водорода.

Еще Сивертсом было отмечено, что для большинства металлов параметры диффузии имеют один и тот же или близкий порядок величин. По-видимому, объяснение этому обстоятельству лежит именно в механизме процесса диффузии — протон водорода имеет возможность беспрепятственного передвижения по всему объему металла и транскристаллически по всей его решетке, а металлические атомы, вернее их электронные оболочки, еще не находятся на таком энергетическом уровне, на такой степени возбуждения, чтобы создаваемые ими электрические поля могли иметь превалирующее значение по сравнению с энергией тепловых колебаний металлических атомов как целого.

Поскольку адсорбция является процессом, предшествующим процессу диффузии, всякое изменение состояния поверхности, влияющее на интенсивность адсорбции, должно изменять и скорость диффузии. Действительно, влияние физического состояния поверхности и структуры металла на процесс диффузии весьма существенно. Придание поверхности шероховатостей механическим путем, химическим травлением или иными способами увеличивает площадь, доступную адсорбции, благодаря чему значительно повышается скорость диффузии газа при низких давлениях.

Влияние обработки поверхности металла на диффузию водорода можно иллюстрировать данными табл. 4.

Таблица 4. Влияние обработки поверхности металла на диффузию водорода

При измерении диффузии очень важно располагать вполне чистыми поверхностями и газами. Важно также, чтобы предварительно газ диффундировал в течение некоторого времени при температуре значительно более высокой, чем та, при которой будут сделаны затем измерения.

В ферромагнитных металлах скорость диффузии водорода при критических температурах изменяется. В изобарах чистого никеля и чистого железа найдена прерывистость при температурах, соответствующих точкам Кюри. Такая же прерывистость обнаружена при 360°С для сплава палладия с никелем.

1.4  Растворение

При исследовании систем газ — металл термином «растворение» обычно принято обозначать процесс проникновения газообразных элементов или соединений в объем металла, при котором абсорбированный газ распределяется некоторым образом среди металлических атомов, образующих кристаллическую решетку.