Диффузия водорода и влияние водорода на мартенситные превращения в двойных сплавах на основе TiNi

В работе был определен коэффициент диффузии водорода в двойных сплавах на основе TiNi из профиля распределения водорода в мартенситной (B19’) и в аустенитной (B2) фазе, исследовано влияния водорода и последующее длительное старение на температуру мартенситных превращений, и исследовано изменения состояния атомов водорода при диффузионном перераспределении водорода в двойных сплавах на основе TiNi.

Введение…………………………………………………………………………………………… 16
Глава 1. Литературный обзор ……………………………………………………………. 19
1.1 Диаграмма состояний, фазовые переходы в двойных сплавах на
основе TiNi ………………………………………………………………………………………………….. 19
1.2 Влияние водорода на температуру мартенситных преврашений в в
двойных сплавах на основе TiNi ………………………………………………………………….. 24
1.3 Диффузия водорода в двойных сплавах на основе TiNi ………………… 28
1.3. Законы Фика. Решение уравнений диффузии ………………………………. 37
1.4 Термодесорбционный анализ водорода в двойных сплавах на основе
TiNi …………………………………………………………………………………………………………….. 39
Глава 2. Постановка задачи. Материалы и методика эксперимента ……. 50
2.1. Постановка задачи ……………………………………………………………………… 50
2.2 Объект исследования …………………………………………………………………… 51
2.3 Электролитическое насыщение водородом ………………………………….. 54
2.3 Спектрометр тлеющего разряда PROFILER 2 ………………………………. 55
2.4 Методика температурной резистометрии …………………………………….. 58
2.5 Методика исследование состояния атомов водорода методом
термодесорбционной спектроскопии на автоматизированном комплексе Gas
Reaction Controller LPB ………………………………………………………………………………… 60
Глава 3. Результаты и обсуждение …………………………………………………….. 62
3.1 Измерение профиля распределения водорода в образцах сплавов
Ti49,8Ni50,2. (ат.%) и Ti49,3Ni50,7 (ат.%) ……………………………………………………………… 62
3.2 Влияние водорода на мартенситные превращения в двойных сплавах
на основе никелида титана …………………………………………………………………………… 67
3.2.1 Влияние диффузионного перераспределения водорода на
мартенситные превращения в двойных сплавах на основе TiNi …………………….. 67
3.2.2 Возможный механизм влияния водорода на температуры
мартенситных превращений в сплавах на основе никелида титана ……………….. 71
3.3 Исследование состояния атомов водорода в наводороженных
образцах сплава Ti49,1Ni50,9 (ат.%) …………………………………………………………………. 73
3.4 Определение энергии связи водорода в Ti49,1Ni50,9 ………………………… 76
Глава 4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение………………………………………………………………………………………. 80
4.1 Потенциальные потребители исследования………………………………….. 80
4.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения……………………………………………….. 80
4.3 SWOT-анализ………………………………………………………………………………. 82
4.4 Инициация проекта ……………………………………………………………………… 84
4.5 План проекта ………………………………………………………………………………. 85
4.6 Бюджет научного исследования …………………………………………………… 87
4.7 Реестер рисков проекта ……………………………………………………………….. 94
4.8 Оценка сравнительной эффективности исследования …………………… 95
Выводы к разделу……………………………………………………………………………… 99
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 100
5.2.1 Вредные производственные факторы, связанные с аномальными
микроклиматическими параметрами воздушной среды на местонахождении
работающего ……………………………………………………………………………………………… 104
5.2.2 Вредные производственные факторы, связанные с
электромагнитными полями перменного характера ……………………………………. 105
5.2.3 Вредные производственные факторы, связанные с акустическими
колебаниями в производственной среде ……………………………………………………… 107
5.2.4 Вредные производственные факторы, связанные со световой
средой ……………………………………………………………………………………………………….. 108
5.3 Выявление опасных факторов проектируемой производственной
среды …………………………………………………………………………………………………………. 111
5.3.1 Повышенное значение напряжения в электрической цепи,
замыкание которой может произойти через тело человека ………………………….. 111
5.3.2 Пожаровзрывоопасность …………………………………………………………. 113
5.4 Организационные мероприятия обеспечения безопасности ………… 115
5.5 Экологическая безопасность ……………………………………………………… 115
5.6 Защита в чрезвычайных ситуациях …………………………………………….. 116
Выводы к разделу……………………………………………………………………………. 117
Заключение …………………………………………………………………………………….. 118
Список литературы …………………………………………………………………………. 119
Приложение А ………………………………………………………………………………… 127

В результате исследований были получены следующие результаты:
1. Сравнением с модельными профилями распределения водорода
определён коэффициент диффузии водорода DH в В2 и В19 фазах при
комнатной температуре. В аустенитной В2 фазе значения DH в три раза выше,
чем в маретнситной В19 фазе. DH равняется значению Dаустенит= 9,0˟10-15 м2/с и
Dмартенсит = 3,0˟10-15 м2/с
2. После электролитического наводораживания в состоянии аустенита
и длительного старения в сплаве Ti49,3Ni50,7 наблюдается подавления МП
В2B19 в объёме материала
3. После электролитического наводораживания в состоянии
мартенсита и длительного старения в сплаве Ti49,8Ni50,2 не наблюдается
подавления МП В2B19
4. После электролитического наводораживания в сплаве Ti49,1Ni50,9
наблюдается два состояния атомов водорода. Это состояния, которое в
литературе относят атомам водорода находящиеся в междоузельных позициях
и атомам водорода находящиеся в различных дефектах
5. После электролитического наводораживания и длительного
старения сплава Ti49,1Ni50,9 имеется только одно состояния атомов водорода, с
энергией связи 0,32 эВ, которое предположительно связано с устойчивыми
состояниями междоузельного водорода и воможно с дефектными состояниями
атомов водорода.