Preview

Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE)

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Доступ платный или только для Подписчиков

Фундаментальные основы водородной обработки материалов

Полный текст:

Аннотация

Проанализированы и обобщены фундаментальные основы водородной обработки материалов (ВОМ). Сформулированы цели и задачи ВОМ и выявлено, что имеются две ветви этой новой области материаловедения: теория ВОМ и технология ВОМ. Они обе базируются на особых свойствах воздействия водорода на материалы. Воздействие водорода на материалы включает физическую, химическую, физико-химическую и механическую компоненты. Обобщены фундаментальные знания о диффузионно-кооперативной природе систем водород-материал; дана классификация и обзор соответствующих явлений. Дан краткий обзор вызываемых водородом фазовых превращений, рассмотрена их природа и классификация, приведены примеры использования в ВОМ индуцированных водородом фазовых превращений. Рассмотрены на примере системы палладий-водород контролируемые водородом фазовые превращения в полиморфных металлах и обсуждено их использование в технике.

Об авторе

В. А. Гольцов
Донецкий национальный технический университет
Россия


Список литературы

1. Гольцов В.А. Водород в металлах // Атомноводородная энергетика и технология. М.: Атомиздат. 1978. Вып. 1. С. 193-230.

2. Гольцов В.А. Современные проблемы улучшения качества металлов // Сб. тезисов Всесоюзной научной конф. Донецк. 1978. С. 189-192.

3. Goltsov V.A. The phenomenon of controllable hydrogen phase naklep and prospects for its use on Metal Science and Engineering // Mater. Sci. & Engng. 1981. Vol. 49. P. 109-125.

4. Goltsov V.A. The phenomenon of controllable hydrogen phase naklep and the prospects of its use in metal science and engineering. // Metal-Hydrogen Systems: Proceedings Intern. Symp. April 13-15, 1981. Miami Beach, FL. Oxford: Pergamon Press. 1982. P. 211-223.

5. Гольцов В.А. Явления, обусловленные водородом и индуцированными ими фазовыми превращениями // Взаимодействие водорода с металлами / отв. ред. А.П. Захаров. М.: Наука. 1987. Гл. 9. С. 264-292.

6. Goltsov V.A. Hydrogen phase naklep and hydrogen treatment of metals // Hydrogen and Materials: Proceedings 4th Intern. Conf., Beijing. 1988. P. 18-32.

7. Goltsov V.A. History, ideology and prospects of the hydrogen treatment of materials - opening address // Intern. J. Hydrogen Energy. 1997. Vol. 22. P. 115-117.

8. Goltsov V.A. Fundamentals of hydrogen treatment of materials and its classification // Inern. J. Hydrogen Energy. 1997. Vol. 22. P. 119-124.

9. Goltsov V.A. Material Science: its importance and place in hydrogen economy in the 21st century // Inern. J. Hydrogen Energy. 1999. Vol. 24. P. 793-794.

10. Goltsov V.A. Hydrogen treatment (processing) of materials: current status and prospects // J. Alloys & Compounds. 1999. Vol. 293-295. P. 844-857.

11. Hydrogen Treatment of Materials. Proceedings Select. Papers. 1st Intern. Conf. (Donetsk, Ukraine, Sept. 20-22, 1995) / Guest editor V. A. Goltsov // Inern. J. Hydrogen Energy. 1997. Vol. 22. No. 2/3.

12. Hydrogen Treatment of Materials: Proceedings Select. Pap. 2nd Int. Conf., Donetsk, Ukraine, June 2-4, 1998 / Guest editor V. A. Goltsov // Inern. J. Hydrogen Energy. 1999. Vol. 24, No. 9.

13. Goltsov V.A. The role and impotence of Hydrogen Materials Science and Hydrogen Treatment of Materials for successful development of Hydrogen Economy in the 21st century // Hydrogen Energy Progress XIII: Proceedings 13th World Hydrogen Energy Conference. (Beijing, China, 12-15 June, 2000) / Eds Z.Q. Mao, T.N. Veziroglu. Beijing, 2000. Vol. 1, 2. P. 127-138.

14. Progress in Hydrogen treatment of materials / edited by V.A. Goltsov. Donetsk-Coral Gables: Kassiopeya Ltd. 2001.

15. Водород в металлах / ред. Г. Алефельд и И. Фёлькль; пер с англ. М.: Мир. 1981.

16. Goltsov V.A., Glukhova Zh.L., Redko A.L. Hydrogen elasticity effect and its importance in diffusion dissolution of concentration inhomogeneities in metals // Inern. J. Hydrogen Energy. 1997. Vol. 22 P. 179-183.

17. Smirnov L.I., Goltsov V.A. Metal-hydrogen systems dynamics in a continuum approximation and some hydrogen-induced elastic effects // Phys. Met. & Metallogr. 1997. Vol. 84. P. 599-605.

18. Goltsov V.A., Rybalka S.B. et al. Effect of hydrogen pressure on the kinetics of the hydrogen-induced diffusional phase transformation in an R2Fei4B alloy // Phys. Met. & Metallogr. 2000. Vol. 89. P. 363366.

19. Похмурський В.!, Федоров В.В. Вплив водню на дифузійні процеси в металах. Львів: Видання Фізико-механічного інституту ім. Г.В. Карпенка НАНУ. 1998.

20. Fukai Y. Formation of superabundant vacancies in metal hydrides at high temperatures // J. Alloys & Compounds. 1995. Vol. 231. P. 35-40.

21. Bugaev V.M., Tatarenko V.A. et al. Impurity-induced host-lattice vacancies in metals and interstitial alloys // Inern. J. Hydrogen Energy. 1999. Vol. 24. P. 135-140.

22. Goltsov V.A., Glukhova Zh.L. Hydrogen-induced elastic deformation of a palladium plate: I. Experimental Results // Phys. Met. & Metallography. 2000. Vol. 90. P. 382-386.

23. Гольцова М.В., Любименко Е.Н. Особенности формирования градиентного сплава палладий-водород и формоизменение палладиевой пластины в процессе одностороннего насыщения водородом // Физика металлов и металловедение. 2011. Т. 112. № 4. С. 393-403.

24. Гольцова М.В., Любименко Е.Н. Влияние температуры на формоизменение палладиевой пластины при ее одностороннем насыщении водородом // Физика металлов и металловедение. 2012. Т. 113. № 2. С. 162-169.

25. Гольцова М.В., Любименко Е.Н. Формоизменение палладиевой пластины при ее одностороннем насыщении водородом: влияние скорости роста давления газообразного водорода // Физика металлов и металловедение. 2012. Т. 113.

26. Gorsky W.S. Theorie der elastischen nachwirkung in ungeordneten mischkristallen (elastische nachwirkung zweiter art) // Phys. Z. Sowjetunion. 1935. Vol. 8. S. 457-471.

27. Гольцов В. А., Артеменко Ю.А. Влияние давления газообразного водорода на морфологические и кинетические особенности гидридных превращений в термодинамически открытой системе Pd-H // Физика металлов и металловедение. 1994. Т. 78. С. 114-121.

28. Гольцова М.В., Жиров Г.И., Артеменко Ю.А. Когерентные и некогерентные изменения предварительно полированной поверхности гидрида палладия при дополнительном насыщении водородом // Физика металлов и металловедение. 2001. Т. 92. № 6. С. 37-41.

29. Жиров Г.И., Гольцова М.В. Экспериментальное наблюдение солитоноподобного движущегося выпучивания на поверхности сплава палладий-водород // Физика металлов и металловедение. 2007. Т. 104. № 6. С. 634-640.

30. Жиров Г.И., Гольцова М.В. Экспериментальное наблюдение и анализ солитоноподобного движущегося выпучивания на поверхности сплава палладий-водород // Водородная экономика и водородная обработка материалов: труды пятой междунар. конф. (Донецк, 21-25 мая 2007 г.). Донецк. 2007. Ч. 2. С. 475-490.

31. Goltsova M.V., Artemenko Yu.A., Zaitsev V.I. Kinetics and morphology of the reverse ß→a hydride transformation in thermodynamically open Pd-H system // J. Alloys & Compounds. Vol. 293-295. P. 379-384.

32. Конобеевский С.Т. К теории фазовых превращений // Ж. эксперим. и теор. физики. 1943. № 6. С. 200-214.

33. Lewis F.A., Magennis J.P., McKee S.G., Sebuwufu P.J.M. Hydrogen chemical potentials and diffusion coefficients in hydrogen diffusion membranes // Nature (London). 1983. № 306. P. 673-675.

34. Lewis F.A., Kandasamy K., Tong X.Q. Palladium- and Platinum-Hydrogen // Hydrogen in Metal Systems II / editors F.A. Lewis and A.Aladjem. Zürich: Scitec Publications Ltd., 2000. Vol. 73-75. P. 207-517. (Solid State Phenomena).

35. Гольцов В.А., Артеменко Ю.А. Кинетические и морфологические особенности гидридных превращений в системе палладий-водород // Физика металлов и металловедение. 1991. № 2. С. 181-188.

36. Гольцова М.В., Артеменко Ю.А., Смирнов Л.И. О критическом замедлении водорода в системе палладий-водород // Физика металлов и металловедение. 2000. Т. 89, № 2. С. 71-74.

37. Жиров Г.И., Гольцова М.В. Экспериментальное подтверждение явления термобароупругодиф-фузионного равновесия превращающихся фаз при гидридных превращениях // Физика металлов и металловедение. 2002. Т. 94. № 1. С. 70-74.

38. Гольцов В.А., Кузин А.П. Водородофазовый наклеп палладия при a ß гидридном превращении // Известия вузов. Черная металлургия. 1986. № 3. С. 101-103.

39. Гольцова М.В., Жиров Г.И. Сдвиг зерен в палладии и сплавах PdHx при водородных ударах // Физика металлов и металловедение. 2002. Т. 94. № 3. С. 66-71.

40. Гольцов В. A., Добрадин A.A. и др. Предпосылки развития в металлах ВФН 2-го рода // Известия вузов. Цветная металлургия. 1988. № 3. С. 99-103.

41. Nakamura K. On the hardening and topology changes in palladium resulting from hydrogen absorption-desorption cycling carried out above 588K // J. Less-Common Metals. 1982. Vol. 84. №. 2. P. 179185.

42. Dan T., Nakamura K. On the hardening and fracture initiation of palladium and nickel coated niobium resulting from hydrogen absorption-desorption cycling // J. Jap. Inst. Metals. 1982. Vol. 46. No. 2. P. 176-183.

43. Колачев Б. A. Водородная хрупкость металлов. М.: Металлургия. 1985.

44. Гольцов В. A., Aртеменко Ю.А. Исследование кинетики изотермических гидридных превращений в термодинамически открытой системе палладий-водород // Физика металлов и металловедение. 1991. № 10. С. 160-167.

45. Goltsov V.A., Artemenko Yu.A. Diagrams of isothermal hydride transformations in thermodynamically open system palladium-hydrogen // Phys. Met. & Metallogr. 1993. Vol. 76. P. 77-80.

46. Artemenko Yu.A., Goltsova M.V., Zaitsev V.I. Kinetic and morphological peculiarities of a hydride transformations in the Pd-H system // Intern. J. Hydrogen Energy. 1997. Vol. 22. P. 343-345.

47. Goltsova M.V., Artemenko Yu.A., Zaitsev V.I. The peculiarities of degassing and hydride ß^ a hydride transformations in thermodynamically open palladium-hydrogen system // Phys. Met. & Metallogr. 1997. Vol. 84. P. 418-420.

48. Goltsova M.V., Artemenko Yu.A., Zhirov G.I., Hydride transformations: nature, kinetics, morphology // Progress in Hydrogen Treatment of Materials / edited by V.A. Goltsov. Donetsk-Coral Gables: Kassiopeya Ltd. 2001. P. 161-184.

49. Bloch J., Mintz M.H. // J. Alloys & Compounds. 1997. Vol. 253-254. P. 529-541.

50. Гольцов В. A., Деканенко В.М., Власенко Н.Н. Водородофазовый наклеп ниобия // Физика металлов и металловедение. 1987. Т. 63. Вып. 5. С. 951-957.

51. Goltsov V.A., Dekanenko V.M., Vlasenko N.N. Hydrogen treatment of niobium: strengthening and structural changes // Mater. Sci. Engng. 1990. Vol. A129. P. 239-247.

52. Goltsov V.A., Vlasenko N.N. Hydrogen phase ‘naklep’ and hydrogen treatment of niobium // Intern. J. Hydrogen Energy. 1997. Vol. 22. P. 151-159.

53. Goltsov V.A. The effects of hydrogen on the physical properties of palladium // Platinum Metals Rev. 1999. Vol. 43. P. 116-118.

54. Goltsov V.A., Vlasenko N.N. The hydrogen phase naklep phenomenon and its use in hydrogen treatment of metallic materials // Progress in Hydrogen Treatment of Materials / edited by V.A. Goltsov. Donetsk-Coral Gables: Kassiopeya Ltd. 2001. P. 203-230.

55. Гольцов В.А., Волков А.Ф., Смирнов Л.И., Гринченко Е.И. Разрушение интерметаллических материалов под воздействием водорода // Физика твердого тела. Киев: Высшая школа. 1986. С. 57-61.

56. Ragg O.M., Keegan G., Nagel H., Harris I.R. // Intern. J. Hydrogen Energy. 1997. Vol. 22. P. 333-342.

57. Takeshita T. Some applications of hydrogenation-decomposition-desorption-recombination (HDDR) and hydrogen decripitation (HD) in metals processing // J. Alloys & Compounds. 1995. Vol. 231. P. 51-59.

58. Goltsov V.A., Rybalka S.B., Volkov A.F. Kinetics of the hydrogen-induced direct and reverse phase transformation in industrial alloy of Nd2Fei4B // Intern. J. Hydrogen Energy. 1999. Vol. 24. P. 913-917.

59. Goltsov V.A., Rybalka S.B. et al. Kinetics of hydrogen-induced forward and reverse diffusional phase transformation in an R2Fe14B hard magnetic alloy // Phys. Met. & Metallogr. 1999. Vol. 87. P. 543-546.

60. Goltsov V.A., Rybalka S.B., Volkov A.F., Putilov Yu.G., Didus' V.A. Effect of hydrogen pressure on the kinetics of the hydrogen-induced diffusional phase transformation in an R2Fe14B alloy // Phys. Met. & Metallogr. 2000. Vol. 89. P. 48-52.

61. Goltsov V.A., Vasiljev A.G., Vlasenko N.N., Fruchart D. Kinetics of hydrogen induced diffusion phase transformation in intermetallic compound TbFe2 // Intern. J. Hydrogen Energy. 1999. Vol. 24. P. 909-912.

62. Okada M., Saito K., Nakamura H., Sugimoto S., Homma M. Microstructural evolutions during HDDR phenomena in Sm2Fe17Nx compounds // J. Alloys & Compounds. Vol. 231. P. 60-65.

63. Degtyareva V., Antonov V., Belash I., Ponyatovskii E. Distortions of the F.C.C. crystal lattice of Pd60Cu40 alloy hydrogenated under high pressure // Phys. status solidi (a). 1981. Vol. 66. P. 77-86.

64. Irodova A.V., Glazkow V.P., Somenkov V.A., Antonov V.E., Ponyatovsky E.G. Hydrogen caused ordering in PdAg alloy // Z. Phys. Chem. (BRD). 1989. Vol. 163. P. 53-57.

65. Flanagan T.B., Noh H. A possible role for hydrogen-induced lattice migration in alloy materials processing // J. Alloys & Compounds. 1995. Vol. 231. P. 1-9.

66. Antotnov V., Antonova T., Belash I., Ponyatovslii E. e. a. The Pd-Ni-H System at High Pressure // Phys. status solidi (a). 1983. Vol. 77. P. 71-79.

67. Antonov V., Antonova T., Belash I., Ponyatovskii E. e. a. The Pd-Pt-H system: Phase transformations at high pressure and superconductivity // Phys. status solidi (a). 1983. Vol. 78. P. 137-146.

68. Goltsov V.A., Kagan G.E. Diffusion, penetration and solubility of hydrogen in palladium alloys // Hydrogen in Metals: Proceedings 1st Intern. Congr., Paris, 1972. P. 249-253.

69. Yeh X.L., Samwer K., Johnson W. Formation of an amorphous hydride by reaction of hydrogen with crystalline intermetallics glasses // Appl. Phys. Lett. 1983. Vol. 42. P. 242-244.

70. Aoki K., Masumoto T. Hydrogen-induced amorphization of intermetallics // J. Alloys & Compounds. 1995. Vol. 231. P. 20-28.

71. Mori K., Aoki K., Masumoto T. Hydrogen-induced amorphization of titanium-based intermetallic compounds with the D019 structure // J. Alloys & Compounds. 1996. Vol. 231. P. 29-34.

72. McQuillan A.D., McQuillan M.K. Titanium, metallurgy of the rare metals - 4. London: Butterworths Scientific Publications. 1956. (пер. на русский язык М.: Госуд. научно-техн. изд. 1958.)

73. Цвикер У. Титан и его сплавы. Берлин-Нью-Йорк. 1974. (Пер. с нем. М.: Металлургия. 1979.)

74. Колачев Б.А. , Габидулин Р.М., Пигузов Ю.В. Технология термической обработки цветных металлов и сплавов. М.: Металлургия. 1980.

75. Братухин А.Г., Колачев Б.А. и др. Технология производства титановых самолетных конструкций. М.: Машиностроение. 1995.

76. Ильин А.А., Колачев Б.А., Полькин И.С. Титановые сплавы. Состав, структура, свойства. Справочник. М.: ВИЛС-МАТИ. 2009.

77. Ильин А.А. Механизм и кинетика фазовых и структурных превращений в титановых сплавах. М.: Наука. 1994.

78. Носов В.К., Колачев Б.А. Водородное пластифицирование при горячей деформации титановых сплавов. М.: Металлургия. 1986.

79. Ильин А.А., Колачев Б.А., Носов В.К., Мамонов А.М. Водородная технология титановых сплавов / под общей редакцией чл.-кор. РАН А. А. Ильина. М.: МИСИС. 2002.

80. Гольцов В.А. Фундаментальные основы водородной обработки материалов и ее классификация // Водородная обработка материалов: Tез. 1-й межд. конф., Донецк, Украина, 1995. Ч. 1. С. 15-17.

81. Goltsov V.A. Fundamentals of hydrogen treatment of materials and its classification // Intern. J. Hydrogen Energy. 1997. Vol. 22. P. 119-124.

82. Goltsov V.A., Veziroglu T.N., Goltsova L.F. Hydrogen Civilization - a New Paradigm for the Humankind Life // Hydrogen 2004: Proc. 15th World Hydrogen Energy Conf. Yokohama, Japan, 27 June-2 July, 2004. CD. No. 30Pl-03.

83. Goltsov V.A. Sustainable human future, hydrogen civilization. Donetsk: Knowledge. 2010.

84. Гольцов В. А. Доктрина водородной цивилизации: может ли человечество предотвратить глобальную экологическую катастрофу? // Межд. научн. журнал “Альтернативная энергетика и экология”. 2012. № 4. С. 15-40.


Для цитирования:


Гольцов В.А. Фундаментальные основы водородной обработки материалов. Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). 2014;(1):42-69.

For citation:


Goltsov V.A. Fundamentals of hydrogen treatment of materials. Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). 2014;(1):42-69. (In Russ.)

Просмотров: 87


ISSN 1608-8298 (Print)