Page 34 - Стасишин Дисертація

34

з різними величинами тиску водню, а також зміни морфології та структури поверхні

металів, які викликані воднем.

1.2.1 Взаємодія водню зі сталями

Уже давно встановлено, що водень має властивість розчинятися у сталі, коли

вона перебуває у твердому стані. Проте він може розчинятися тільки у вигляді іонів

+
H (протони). Дослідження заліза [48] не виявило гідридів заліза, тому можна
стверджувати, що вони не виникають за наводнювання сталі. Водень, який

дифундував у сталі, може перебувати у ній у двох станах: як іонізований – протони

розчинені у кристалічній ґратці, так і молекулярному – знаходиться у пастках та

колекторах. Розподіл поглинутого водню є нерівномірний. Це пов’язано із

дефектами полікристалічної ґратки, до яких можна віднести мікропустоти, щілини,

МТ, неметалеві включення, області з підвищеною напруженістю, речовину (простір)

між зернами, а також субмікроскопічні дефекти кристалічної ґратки. Всі вище

описані дефекти, за умови, що вони закриті, можуть відігравати роль так званих

колекторів, які накопичують поглинутий сталлю водень. Коли ж водень проник у

кристалічну ґратку, то його протони розповсюджуються у ній аж допоки не

досягають місця розподілу між ґраткою сталі та колектором. Далі відбувається

процес проникнення протонів до середини колектора, де вони перетворюються на

молекули за рахунок вільних електронів у сталі. Більшість науковців вважає, що

водень проникає у сталь транскристалічно вздовж всієї ґратки, дифузія ж

відбувається вибірково у дефекти ґратки і по границях зерен. Таку дифузію зазвичай

не враховують, проте роль її під час насичення воднем сталі є значною. Зворотній

процес до наводнювання – це дегазація сталі, яка у свою чергу залежить від дифузії

та здатності поглинання сталлю водню. Вихід водню зі сталі відбувається легко для

протонів, які знаходяться у кристалічній ґратці. Проте водень, що утворив молекули,

які, в свою чергу, закриті в замкнених колекторах та пастках всередині твердого

металу, практично не піддається дегазації. За різними оцінками здатність розчиняти