Способ определения параметров диффузии газов в металле

,е) ) ")4 Ь,И),.ф фе ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ стационарн азец и о п ят по отнош противлени к электро участков о ождения г оэ Ффициен .по формул м пора ению дега" опро" . при установившемся токе газа через об метрах диффузии су изменения электрос зированного образц тивлению отдельных цов по времени про рез них, при этом Фузии 3 определяют Ег в-,фвмб аза че т дифстка изме гд иЗе Ве ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ)ПФ(46) 15.02,84. Бил. Р 61721 О.М.Бялик, Д.Ф.Иванчук,Л.В.Голуб и А.Й,Шаповал171) Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции153) 543.257 (088.8),156) 1.Методы испытания контроля иисследования машиностроительных материалов. Справочное пособие. М.,"Машиностроение", 1971, с. 14,2.Авторское свидетельство СССРФ 305391, кл. С 01 13/00, 1970.54)(57 ) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПИАМЕТРОВ ДИФФУЗИИ ГАЗОВ В МЕТАЛЛЕзаключающийся в измерении элеМ всопротивления образца в процессдиффузии газа в нем, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и экспрессности определения параметров диффузии, измерение электросопротивления производят на отдельных участках образца длина уча ре ния;время измерения;структурный фактор; измерение электросопротивления на участ ке образца) Офэлектросопротивление дегазированного обра ца,электросопротивление образца во время про хождения газа.Изобретение относится к фиэикохимическим исследованиям в металлургии, непосредственно к способам определения параметров диффузии газав жидком металле:коэффициента диффузии, дрейфовой скорости, подвижности, коэффициента проницаемостии растворимости газа в металле, например водорода в алюминии и егосплавах.Известны металлографические способы измерения диффузии, основанныена определении глубины проникновения диффундирующего вещества либотолщины слоя, отвечающего опредепенной концентрации диффундирующего вещества в определенный момент времени 11Известные методы трудоемки,Наиболее близким к предлагаемомуявляется метод определения диФФузии 20газа, основанный на измерении электросопротивления твердого образцапосле выдержки образца в атмосфереисследуемого газа и насыщения егогазом при заданной температуре, 25Процесс выдержки и насыщения многократно повторяется до прекращенияизменения электросопротивления образца. По полученным данным определяют искомый коэффициент диффузии 2. З 0Недостатком этого способа является то что для насыщения твердогообразца газом необходимы длительныеотжиги. Кроме того, неконтролируемое изменение концентрации газа посечению образца в процессе стадийного насыщения приводит к ошибкамв определении параметров диффузии.Цель изобретения - повышеннеточности и экспрессности измерений,Поставленная цель достигаетсятем, что изменение электросопротивления производит на отдельных участ=ках образца при установившемся стационарном потоке газа Через образеци о параметрах дифФузии судят по отношению изменения электросопротивления дегазированного образца кэлектросопротивлению отдельных участков образцов во время прохождениягаза через них, при этом коэффици" 50ент диффузии В определяют по Формуле ай,2Э =изб где ф изм -Ч65 лить коэффициент диффузии Г длина участка измерения,время измерения,структурный Фактор,изменение электросопротивления на участке образца 6;, равное1 1 01 где Ро, - элентросопротивлениедегазированного образца,Р; - электросопротивлениеобразца во время прохождения газа.На чертеже схематически изображе= но устройство для осуществления способа.Капилляр 1 из алунда длиной 30- 40 мм и диаметром 1,5-2 мм, оснащенный платиновыми электродами - двумя линейными токопроводящими 2, пятью= шестью кольцевыми измерительными электродами 3 на длине 20-25 ьш ипористым фильтром 4 заполняют жид=ким металлом. Затем металл дегазнру ют с помощью вакуумной системы 5 приостаточном давлении 10+10 ьщ рт.ст.и измеряют электросопротивление вячейках, образуемых измерительнымиэлектродами 3. После подачи из объема б исследуемого газа под давлением на поверхность металла в капилляре вакуумная система со стороны Ъористого фильтра продолжает поддержи" вать разрежение, В результате этого,.по высоте столбика жидкого металла в капилляре создается градиент кон= центрации газа, под воздействием которого газ диффундирует через жидкий металл.,В процессе диффузии измеряют элек тросопротивление в элементарныэлектролитических ячейках, образованных кольцевыми электродами 3. Пс изменению электросопротивлени. образца судят о параметрах, характери= эующих диффузию в жидком металле."коэффициенте диффузии, дрейфовой скорости, подвижности ионов, коэфФициенте растворимости и проницаемости газа. Для определения этих параметров капилляр с известным внутренним диаметром и, следовательно,с из:вестной площадью поперечного сечения 9, заполняют металлом иизмеряют длину образца жидкого металла 3, При пропускании постоянного электрического тока определяют падение напряжения Ос на каждой электролитической ячейке, а также ее электросопротивление Р . После это=- го на поверхность металла подают исследуемый газ под давлением Я- и производят замеры изменения сопротивления йД электролитических ячеек образца через интервал време-. ни, равным %изС помощью полученных данных, а также зная некоторые постоянные величины, характеризующие даннуи пару металл - газ, например струк=турный фактори термическийкоэффициент сопротивления о, попредлагаемым Формулам можно опреде1073671 физмдрейфовую скорость Чмат3 о 9 вР изм Р 2 20 Составитель И.КривенкРедактор Л.Алексеенко Техред В,Далекорей . ректор, И. Эрдейи ис ное з 321/43 Тираж 823. ВНИ Государственного коми по лам изобретений и отк 113035 осйва, Ж, Раушскаяа ета СССРтийаб., д.4/5 ИПИ де Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная где н т,в - соответственно массы иона металла-растворителя и иона газа, величины, известные иэ справочных пособий, . а - параметр рещетки металла-раетворителя, величина, также известная из справочных пособий, подвижность ионов газа в металле ,ц.ез метьРизюг а газопроницаемость жидкого металлаф 5 Е Р, гкоэффициент растворимости газа вжидком металле Н Прн использовании изобретения длительность определения сокращается до величины порядка 30 мин благодаря использованию образцов малых размеров и быстроте определения электросопротивления каждой ячейки - в течение 3-5 с, повышается точность измерения благодаря контролю градиента концентрациигаза по высоте образца.