낮은온도, 1기압수소압력하에서 순철과 철합금에 용해되는 수소양에 대한 고찰

Abstract

$300\,^\circ\!C$ 이하의 낮은온도와 1 atm수소압하에서, fully annealing 한 pure iron 에 hydrogen이 trap되는지를 조사하고 그 trap의 주된 mechanism과 trap site를 규명하였다. 그리고 $\alpha$ - iron range내에서 Mo,W,Cr,Ni,V를 첨가하여 그것이 hydrogen solubility 또는 trapping에 어떠한 영향을 미치는지에 대해서도 연구하였다. Pure iron에서의 hydrogen solubility는 $80\,^\circ\!C$에서 maximum이 나타났으며 그 값은 0.9ppm으로 측정되었다. 이렇게 큰 solubility는 grain boundary 에 hydrogen이 chemisorption 하는 trap mechanism으로 설명하였으며 이 chemisorption 으로 계산한 값과 거의 일치하였다. Mo,W,Cr 을 첨가하였을 때, 이들 원소의 heat of chemisorption이 Fe의 것보다 크기 때문에 chemisorption이 maximum되는 온도가 증가하는 것으로 보여졌다. 그러나 이 heat of adsorption으로 설명하는 것이 Ni을 첨가한 시편의 경우 맞아 들어가지 않았으며 이 Ni을 첨가한 시편이 어떤 다른 요인을 가지고 있는지에 대해선 조사하지 못했다. Vanadium을 첨가한 시편은 다른것에 비해 그 grain boundary density가 너무 작았으며, 그 결과 chemisorption에 의한 경향이 거의 나타나질 않았다. 그리고 이 시편의 hydrogen solubility는 온도의 역수에 따라 직선적으로 변하였다. 이것은 모든 종류의 trap이 혼합되어 나타났기 때문이라고 추측된다.