自從Devanathan 和 Stachurski 首次采用電化學(xué)滲透的方法研究氫擴(kuò)散以來,由于其設(shè)備簡單,且具有高靈敏度及靈活性而被認(rèn)可和在研究中使用,這種技術(shù)簡稱為D-S雙電解池滲氫技術(shù),現(xiàn)已成為研究金屬常溫氫腐蝕問題的常規(guī)手段。
李謀成在氫對材料腐蝕電化學(xué)性能的研究中指出,氫的進(jìn)人會導(dǎo)致雙相不銹鋼腐蝕反應(yīng)阻力減小,氫與各種缺陷綜合在一起,使這些缺陷成為腐蝕活性點(diǎn),降低反應(yīng)的活化能力,降低材料的耐蝕性能。喬利杰等人發(fā)現(xiàn),氫在雙相不銹鋼中通過晶格按Fick定律向基體擴(kuò)散,同時吸附在位錯露頭處由位錯攜帶進(jìn)入金屬基體。而位錯運(yùn)動帶入的氫運(yùn)動速度要比氫自身擴(kuò)散更快。田野等人通過研究指出高硅含量可使不銹鋼回火后碳化物細(xì)化且彌散分布,而碳化物與基體的界面是強(qiáng)的氫陷阱,因此,可以使氫分布均勻,抑制氫向裂紋尖端擴(kuò)展,降低不銹鋼充氫后氫脆敏感性,抑制氫致滯后塑性變形。張海兵等人發(fā)現(xiàn)充氫后,高強(qiáng)度不銹鋼中留存的可擴(kuò)散氫含量遠(yuǎn)大于低強(qiáng)度不銹鋼;高強(qiáng)度不銹鋼斷裂脆性明顯增加,氫脆系數(shù)明顯高于低強(qiáng)度剛。A.H.S.Bueno 等人在對不銹鋼氫脆研究中指出,一部分氫進(jìn)入機(jī)體后會引起氫鼓泡,一部分隨著位錯的移動而進(jìn)入金屬體內(nèi),破壞金屬間原子的結(jié)合能,與各種缺陷結(jié)合成為腐蝕活性點(diǎn)。何健宏等人研究了鐵素體-奧氏體雙相不銹鋼的氫致開裂過程,發(fā)現(xiàn)氫致開裂力強(qiáng)度因子門檻值隨奧氏體含量增加而增加,隨著充氫電流密度增加而下降,奧氏體相能夠阻礙氫致裂紋的擴(kuò)展。駱鴻、董超芳等人研究了氫在2205雙相不銹鋼的擴(kuò)散系數(shù)、可擴(kuò)散氫濃度和氫陷阱密度。結(jié)果表明,與純鐵素體相比,2205雙相不銹鋼有效氫擴(kuò)散系數(shù)更小,氫陷阱密度高達(dá)1027,氫穿透時間長達(dá)1500秒。曾小利等人運(yùn)用電化學(xué)滲透技術(shù)對304不銹鋼中氫擴(kuò)散進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),隨著不銹鋼表面氫含量增加,氫原子間存在交互作用,會阻礙氫擴(kuò)展,雖然進(jìn)人試樣的氫含量增加,但氫的表觀擴(kuò)散系數(shù)變小。
R.Ash提出了氫在多層金屬薄片(ABCD···)中的擴(kuò)散時間求解方法,其中多層金屬薄片是由不同種金屬組成。S.K.Yen等人在430不銹鋼基體上電鍍氧化鋯涂層后,利用D-S雙電解池滲氫技術(shù),通過假設(shè)和驗(yàn)證在不銹鋼及涂層中的氫濃度分布,結(jié)合擴(kuò)散定律,建立了氧化膜/鋼基氫擴(kuò)散模型,得到氫在兩種材料中的擴(kuò)散系數(shù)和氫濃度分布。I.B.Huang等人通過研究氫在430不銹鋼中的擴(kuò)散行為,建立了晶內(nèi)/晶界模型,得到氫在晶內(nèi)與晶界中的擴(kuò)散通量和氫濃度分布,并結(jié)合擴(kuò)散定律推導(dǎo)出具有(ABABAB···)多層結(jié)構(gòu)材料的氫擴(kuò)散系數(shù)及氫濃度分布的求解方法。V.Olden等人在對雙相不銹鋼和馬氏體不銹鋼的氫擴(kuò)散和氫致開裂模型研究中,結(jié)合擴(kuò)散定律給出了在薄金屬板和厚金屬板中的氫濃度計(jì)算公式,以及存在可逆氫陷阱時氫擴(kuò)散系數(shù)的計(jì)算方法,氫在雙相不銹鋼中有可逆陷阱存在時的擴(kuò)散系數(shù)。