Введение
Глава 1. Определение энергий связи водорода в твердом теле при промышленном анализе его содержания методом высокотемпературной вакуум экстракции
Введение в главу 1 22
1.1 Определение энергий связи водорода в различных материалах 24
1.2 Моделирование диффузии водорода из цилиндрического образца при высокотемпературной вакуум-экстракции 32
1.3 Экспериментально-расчетная методика оценки коэффициента поглощения материала 39
1.4 Моделирование диффузии водорода при высокотемпературной вакуум-экстракции из титанового сплава ПТ7М 44
1.5 Дискретные термо-диффузионные спектры водорода 50
1.6 Обоснование модели диффузии водорода для случая тонкого слоя 55
1.7 Зависимость времени анализа относительного содержания водорода в алюминиевых сплавах от агрегатного состояния пробы 60
Заключение по главе 1 74
Глава 2. Исследования распределения водорода после термо-механического нагружения 77
Введение в главу 2 з
2.1 Влияние малых концентраций водорода на свойства конструкционных материалов 79
2.2 Исследование титановой трубки после циклического термомеханическое нагружения 85
2.3 Исследование пластинок из алюминиево-магниевого сплава 1424 с усталостными трещинами 88
2.4 Исследование распределения водорода в образцах из алюминиевого сплава после усталостных механических испытаний на одноосное растяжение 91
2.5 Изменение распределения водорода по энергиям связи после отжига (сплав D16) 98
2.6 Измерения диффузно-подвижного водорода в нержавеющей стали ВНС5 99
2.7 Исследования образцов из стали 3 после одноосного растяжения 103
2.8 Исследование связи концентрации водорода с деформацией, термообработкой и акустической эмиссией в стали 35Г2 106
2.9 Определение дискретного ТДС для образцов из циркония 114
2.10 Влияние термообработки на концентрацию водороде и параметры акустической эмиссии в стали 20 116
Заключение по главе 2 123
Глава 3. Модели влияния водорода на механические свойства материалов 125
Введение в главу 3 125
3.1 Механические модели влияния водорода на прочность, упругость и пластичность материалов 126
3.2 Уравнения двухконтинуальной сплошной среды и реологическая модель влияния водорода в материалах 133
3.3 Случай одноосной деформации 140
3.4 Решения уравнений в случае одноосного растяжения материала
3.5 Сопоставление модели с данными эксперимента 153
3.6 Пример расчета фланцевого соединения труб с учетом наводораживания 158
Заключение по главе 3 166
Глава 4. Влияние водорода на структуру и свойства наноматериалов 168
Введение в главу 4 168
4.1 Взаимодействие наноматериалов с водородом 170
4.2 Новый эталон для калибровки анализаторов водорода в твердой пробе 179
4.3 Экстракция водорода из аморфных наноматериалов 190
4.4 Исследования наноалмазов на кремниевой подложке 195
4.5 Исследование монокристаллов теллура 198
4.6 Исследование водорода в нановолокнах и нанотрубках 199
4.7 Исследование образцов нержавеющей стали после барокриодеформирования 202
4.8 Исследование образцов наноплатины 209
4.9 Создание искусственных микродефектов и исследование эмиссии водорода из них 215
4.10 Исследование эмиссии водорода из нанопор в тонком слое электролитического цинка 219
Заключение по главе 4 222
5. Глава 5. Разработка и испытания анализатора водорода 224
Введение в главу 5 224
5.1 Методы определения содержания водорода в твердом теле 225
1 Характерные величины естественных концентраций водорода в твердом теле 225
2 Методики измерения концентраций водорода в твердом теле 227
3 Методики измерения количества водорода, экстрагированного из образца 231
Конструкция специализированного масс-спектрометра для регистрации потоков водорода в вакуум 232
Увеличение чувствительности за счет максимальной эффективности процессов ионизации в масс спектрометре 238
1 Схема процессов ионизации 238
2 Оценка потерь электронов в коллиматоре 241
3 Решение задачи об электростатическом поле внутри коллиматора. Вычисление траекторий электронов 247
Конструкция высоко чувствительного масс спектрометра для анализа легких газов 254
Анализатор водорода АВ-1 258
Проведение анализа содержания водорода 261
Испытания анализатора 266
Заключение по главе 5 271
Заключение 273
Список использованных источников
