alternativeАльтернативная энергетика и экология (ISJAEE)Alternative Energy and Ecology (ISJAEE)1608-8298Международный издательский дом научной периодики "Спейсalternative-376Research ArticleВОДОРОДНАЯ ЭКОНОМИКАHYDROGEN ECONOMYЯвление водородоупругости в системах металл-водородHydrogen elasticity phenomenon in metal-hydrogen systemsГлуховаЖанна ЛукьяновнаGlukhovaZh. L.zhglukhova@yandex.ruГольцовВ. А.GoltsovV. A.noemail@neicon.ruДонецкий национальный технический университетРоссияDonetsk National Technical UniversityRussian Federation20142206201601138151Copyright © Международный издательский дом научной периодики "Спейс, 20162016Международный издательский дом научной периодики "СпейсМеждународный издательский дом научной периодики "Спейсhttps://www.isjaee.com/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.isjaee.com/jour/article/view/376

Обобщены современные представления о явлении водородоупругости и рассмотрено теоретическое описание этого явления как в общем виде, так и применительно к некоторым конкретным задачам. Представлены математические модели таких водородоупругих эффектов как формоизменение металла и рассасывание концентрационных неоднородностей водорода. Показано, что водородные напряжения существенно замедляют диффузионные процессы и увеличивают время жизни концентрационных неоднородностей водорода, а также являются одной из причин наблюдаемого остаточного формоизменения палладиевой пластины при ее одностороннем насыщении водородом.

Modern understandings of hydrogen elasticity phenomenon are summarized, and theoretical description of this phenomenon is considered both in general terms and with regard to some specific cases. Mathematical models of such hydrogen-elastic effects as shape-changing metal and dissolution of concentration hydrogen inhomogeneities are presented. It is shown that HC-stresses slow down diffusion processes severely and increase lifetime of hydrogen concentration inhomogeneities, and they are also one of the reasons of observed residual shape-changing palladium plate being saturated with hydrogen from one side.

системы металл-водороддиффузия водородаводородные концентрационные напряженияводородоупругостьформоизменениеmetal-hydrogen systemshydrogen diffusionhydrogen-elastic stresseshydrogen elasticityshape changingReferencesВодород в металлах / Под ред. Г. Алефельда и И. Фелькля. М.: Мир. 1981.Водород в металлах / Под ред. Г. Алефельда и И. Фелькля. М.: Мир. 1981.Progress in Hydrogen Treatment of Materials. Edited by V.A. Goltsov. Coral Gables: Kassiopeya, Ltd. Donetsk. 2001.Progress in Hydrogen Treatment of Materials. Edited by V.A. Goltsov. Coral Gables: Kassiopeya, Ltd. Donetsk. 2001.Соменков В.А., Шильштейн С.Ш. Фазовые превращения водорода в металлах. М.: Ин-т атомной энергии им. И.В. Курчатова. 1978.Соменков В.А., Шильштейн С.Ш. Фазовые превращения водорода в металлах. М.: Ин-т атомной энергии им. И.В. Курчатова. 1978.Вагнер Х. Упругое взаимодействие и фазовые переходы в когерентных сплавах металл-водород // Водород в металлах. / Под ред. Г. Алефельда и И. Фелькля. М.: Мир. 1981.Вагнер Х. Упругое взаимодействие и фазовые переходы в когерентных сплавах металл-водород // Водород в металлах. / Под ред. Г. Алефельда и И. Фелькля. М.: Мир. 1981.Гольцов В.А. Явления, обусловленные водородом и индуцированными им фазовыми превращениями // Взаимодействие водорода с металлами. / Отв. ред. Захаров А.П. М.: Наука. 1987.Гольцов В.А. Явления, обусловленные водородом и индуцированными им фазовыми превращениями // Взаимодействие водорода с металлами. / Отв. ред. Захаров А.П. М.: Наука. 1987.Коваленко А.Д. Введение в термоупругость. К.: Высшая школа. 1965.Коваленко А.Д. Введение в термоупругость. К.: Высшая школа. 1965.Тимошенко С.П. Теория упругости. М.: Наука. 1979.Тимошенко С.П. Теория упругости. М.: Наука. 1979.Goltsov V.A., Glukhova Zh.L., and Redko A.L. Hydrogen elasticity effect and its importance in diffusion of concentration inhomogeneities in metals // Intern. J. Hydrogen Energy. 1997. Vol. 22. Р. 179-183.Goltsov V.A., Glukhova Zh.L., and Redko A.L. Hydrogen elasticity effect and its importance in diffusion of concentration inhomogeneities in metals // Intern. J. Hydrogen Energy. 1997. Vol. 22. Р. 179-183.Nakamura К. and Takehiro D. Dilatometric Measurement of Hydrogen Absorption in Pd Coated Nb and Ta and Some Pd Problems Related to Stress Generation // J. Japan Inst. Metals. 1981. Vol. 45. № 5. Р. 480-487.Nakamura К. and Takehiro D. Dilatometric Measurement of Hydrogen Absorption in Pd Coated Nb and Ta and Some Pd Problems Related to Stress Generation // J. Japan Inst. Metals. 1981. Vol. 45. № 5. Р. 480-487.Nakamura К. On the hardening and topology changes in palladium resulting from hydrogen absorption-desorption cycling carried out above 588K // Journal of the Less-Common Metals. 1982. Vol. 84. Р. 179-185.Nakamura К. On the hardening and topology changes in palladium resulting from hydrogen absorption-desorption cycling carried out above 588K // Journal of the Less-Common Metals. 1982. Vol. 84. Р. 179-185.Lewis F.A., Baranowski B., and Kandasamy K. Uphill diffusion effects induced by self-stress during hydrogen diffusion through metallic membranes // J. Less-Common Metals. 1987. Vol. 134. Р. 27-31.Lewis F.A., Baranowski B., and Kandasamy K. Uphill diffusion effects induced by self-stress during hydrogen diffusion through metallic membranes // J. Less-Common Metals. 1987. Vol. 134. Р. 27-31.Tong X.Q., Kandasamy K., and Lewis F.A. Influences of lattice strain gradients on hydrogen permeation through palladium membranes containing hydrogen contents in a-, a+ß and ß-phase concentration ranges // Scr. Metall. Mater. 1990. Vol. 24. Р. 19231928.Tong X.Q., Kandasamy K., and Lewis F.A. Influences of lattice strain gradients on hydrogen permeation through palladium membranes containing hydrogen contents in a-, a+ß and ß-phase concentration ranges // Scr. Metall. Mater. 1990. Vol. 24. Р. 19231928.Baranowsky B. Stress-induced diffusion in hydrogen permeation through Pd81Pt19 membranes // Journal of the Less-common Metals. 1989. Vol. 154. P. 329-353.Baranowsky B. Stress-induced diffusion in hydrogen permeation through Pd81Pt19 membranes // Journal of the Less-common Metals. 1989. Vol. 154. P. 329-353.Kandasamy K. Influences of self-induced stress on permeation flux and space-time variation of concentration during diffusion of hydrogen in a palladium alloy // Int. J. Hydrogen Energy. 1995. Vol. 20. № 6. Р. 455-463.Kandasamy K. Influences of self-induced stress on permeation flux and space-time variation of concentration during diffusion of hydrogen in a palladium alloy // Int. J. Hydrogen Energy. 1995. Vol. 20. № 6. Р. 455-463.Гольцов В.А. О природе диффузионнокооперативных (гидридных) превращений // Изв. вузов. Цветн. металлург. 1987. № 1. С. 88-96.Гольцов В.А. О природе диффузионнокооперативных (гидридных) превращений // Изв. вузов. Цветн. металлург. 1987. № 1. С. 88-96.Фромм Е., Гебхардт Г. Газы и углерод в металлах. М.: Металлургия. 1980.Фромм Е., Гебхардт Г. Газы и углерод в металлах. М.: Металлургия. 1980.Ландау Л. Д., Лифшиц Е.М. Механика сплошных сред. М.: Гос. изд-во техникотеоретической литературы. 1954.Ландау Л. Д., Лифшиц Е.М. Механика сплошных сред. М.: Гос. изд-во техникотеоретической литературы. 1954.Мусхелишвили Н.И. Некоторые основные задачи математической теории упругости. М.: Наука. 1966.Мусхелишвили Н.И. Некоторые основные задачи математической теории упругости. М.: Наука. 1966.Гольцов В.А. Котельва Р.В., Рюмшина Т.А. и др. Формоизменение палладиевой пластины под воздействием водорода // Физика металлов и металловедение. 1990. Т. 10. С. 135-141.Гольцов В.А. Котельва Р.В., Рюмшина Т.А. и др. Формоизменение палладиевой пластины под воздействием водорода // Физика металлов и металловедение. 1990. Т. 10. С. 135-141.Kotelva R.V., Glukhova Zh.L. Form Changing of Palladium under Hydrogen Treatment // Int. J. Hydrogen Energy. 1997. Vol. 22. № 2/3. P. 175-177.Kotelva R.V., Glukhova Zh.L. Form Changing of Palladium under Hydrogen Treatment // Int. J. Hydrogen Energy. 1997. Vol. 22. № 2/3. P. 175-177.Гольцов В.А., Глухова Ж.Л., Котельва Р.В. Формоизменение палладиевой пластины при ее одностороннем насыщении водородом и последующей дегазации // Физика металлов и металловедение. 1997. Т. 84. Вып. 5. С. 157-160.Гольцов В.А., Глухова Ж.Л., Котельва Р.В. Формоизменение палладиевой пластины при ее одностороннем насыщении водородом и последующей дегазации // Физика металлов и металловедение. 1997. Т. 84. Вып. 5. С. 157-160.Гольцов В. А., Глухова Ж. Л. Упругое изменение формы палладиевой пластины под действием водорода // Физика металлов и металловедение. 2000. Т. 90. № 4. С. 68-73.Гольцов В. А., Глухова Ж. Л. Упругое изменение формы палладиевой пластины под действием водорода // Физика металлов и металловедение. 2000. Т. 90. № 4. С. 68-73.Гольцов В.А., Глухова Ж.Л. Водородоупругое формоизменение палладиевой пластины. Теоретическое описание // Физика металлов и металловедение. 2001. Т. 91. № 3. С. 21-25.Гольцов В.А., Глухова Ж.Л. Водородоупругое формоизменение палладиевой пластины. Теоретическое описание // Физика металлов и металловедение. 2001. Т. 91. № 3. С. 21-25.Дударев Е.Ф. Микропластическая деформация и предел текучести поликристаллов. Томск: Изд-во Томского университета. 1988.Дударев Е.Ф. Микропластическая деформация и предел текучести поликристаллов. Томск: Изд-во Томского университета. 1988.Гольцов В. А., Кириллов В. А., Добрадин А. А., Смирнов Л.И. Условия развития в металлах водородофазового наклепа II рода // Изв. вузов. Цветная металлургия. 1988. Т. 1. С. 99-103.Гольцов В. А., Кириллов В. А., Добрадин А. А., Смирнов Л.И. Условия развития в металлах водородофазового наклепа II рода // Изв. вузов. Цветная металлургия. 1988. Т. 1. С. 99-103.Райченко А.И. Математическая теория диффузии в приложениях. Киев: Наукова думка. 1981.Райченко А.И. Математическая теория диффузии в приложениях. Киев: Наукова думка. 1981.Глухова Ж.Л., Гольцов В.А., Щеголева Т.А., Любименко Е.Н., Котельва Р.В. Математическое моделирование водородоупругого эффекта замедления диффузионных процессов в системах металл-водород // Hydrogen Economy and Hydrogen Treatment of Materials. Proceedings of the Fifth International Conference HTM-2007. Donetsk. May 21- 25, 2007. P. 501-505.Глухова Ж.Л., Гольцов В.А., Щеголева Т.А., Любименко Е.Н., Котельва Р.В. Математическое моделирование водородоупругого эффекта замедления диффузионных процессов в системах металл-водород // Hydrogen Economy and Hydrogen Treatment of Materials. Proceedings of the Fifth International Conference HTM-2007. Donetsk. May 21- 25, 2007. P. 501-505.Glukhova Zh.L., Goltsov V.A., Schegoleva T.A., Lyubimenko E.N., Kotelva R.V. Mathematical modeling of hydroelastic effect of slowing down of diffusion processes in metal-hydrogen system // Int. J. Nuclear Hydrogen Production and Application. 2008. № 4. P. 334-342.Glukhova Zh.L., Goltsov V.A., Schegoleva T.A., Lyubimenko E.N., Kotelva R.V. Mathematical modeling of hydroelastic effect of slowing down of diffusion processes in metal-hydrogen system // Int. J. Nuclear Hydrogen Production and Application. 2008. № 4. P. 334-342.Гольцов В.А., Редько А.Л., Глухова Ж.Л. Термодинамические основы явления водородоупругости // ФММ. 2003. Т. 95. № 1. С. 21Гольцов В.А., Редько А.Л., Глухова Ж.Л. Термодинамические основы явления водородоупругости // ФММ. 2003. Т. 95. № 1. С. 21

The authors declare that there are no conflicts of interest present.