Водород и Вселенная. Водород и наука. Водород в алюминии

объясняется сопротивлением оксидной пленки на поверхности расплава проникновению водорода. При использовании образца алюминия, переплавленного в вакууме, т.е. без оксидной пленки скорость газонасыщения резко возрастает [3].

Сведений о растворимости водорода в алюминиевых сплавах немного. Установлено, что сплав, содержащий 97% Al и 3% Сu растворяет водород меньше, чем чистый алюминий: 1,5 и 1,9 см³/100г металла соответственно. С увеличением температуры расхождение увеличивается.

В сплавах систем Al - Si и Al - Cu увеличение содержания легирующего компонента приводит к снижению растворимости. Растворимость водорода в сплавах обеих систем подчиняется закону квадратного корня.

Растворимость водорода в сплавах, легированных магнием, исследовали несколько авторов. Установлено, что до некоторого предела добавка магния увеличивает растворимость водорода. При 5% Mg растворимость составила 1,3 а при 6% Mg– до 2,9 см³/100г металла.

Все упомянутые металлы не образуют гидридов, а, следовательно, абсорбция водорода в них ограничена. При введении в алюминий гидридообразующих металлов абсорбционная способность сплава резко возрастает.

В таблице 1 представлены данные по содержанию водорода и окиси алюминия в сплавах Аl - Si.

Из таблицы 1 видно, что уже 1 % Si вызывает увеличение содержания водорода в два раза и соответственно увеличение содержания оксида алюминия.

При плавке в вакууме изменение парциального давления паров воды может привести к уменьшению избытка растворенного водорода до весьма низких равновесных значений (0,01 мл/100 г и менее) в зависимости от точности изготовления оборудования, характеристик вакуумных насосов и влажности атмосферного воздуха. Процесс вакуумной дегазации состоит из ряда последовательных кинетических стадий, таких, как образование зародыша газового пузырька, массоперенос водорода к зародышу или поверхности ванны, переход атомов газа через поверхность раздела фаз (в том числе и через оксидную пленку), молизация и т.п.

Таблица 1 - Содержание водорода и окиси алюминия в силуминах [8]

С увеличением глубины ванны скорость газоудаления уменьшается.

Перемешивание расплава позволяет существенно повысить эффективность дегазации, например перемешивание расплава аргоном является наиболее эффективным способом интенсификации процесса дегазации.

Высокие скорости газоудаления при вакуумной дегазации сплавов с перемешиванием небольшими количествами нейтрального газа также связаны с облегчением условий перехода водорода через поверхность раздела фаз, что обусловлено вскипанием металла в поверхностном слое в результате резкого увеличения размеров поднимающихся пузырьков нейтрального газа.

Плавильная печь должна обеспечить получение сплава, однородного по химическому составу и с минимальным содержанием газов. Наименьшее содержание водорода (газов) в алюминиевых сплавах наблюдается