测氢分析仪


用于快速准确测定和分析铝合金中当前氢含量的系统

控制液态铝合金中的溶解氢是铝工业的一项关键要求。

世界各地的铝生产商和铸造厂都在大力投资,以确保溶解氢水平保持在可接受的范围内。 如果在凝固过程中氢含量过高,则有可能形成空洞/气孔。

相反,在某些条件下可能需要适度的氢含量,以便积极影响与铸造相关的流动和充模能力以及补料能力和收缩率的特性。

因此,存在最佳的氢含量,理想情况下应在铸造过程中以受控方式进行处理。


氢气测量可以通过取样或插入熔体中的传感器来进行。 因此,IDECO 提供了两种不同的测氢工艺。

使用 HYCAL 测氢仪的测量原理是基于能够在高温下传导氢离子的陶瓷材料 (CaZrO3-In)。 如果参考氢浓度已知,则使用氢浓度电池。

该传感器包含一个获得专利的固态参考,可为给定温度提供已知的 pH2 值。 根据传感器外腔和内腔之间的 pH2 差异,产生电压 - 结合相应合金的温度和氢溶解度 - 能够准确测量要确定的氢。


下面的示意图显示了电压是如何在暴露于 pH2 差异的锆酸钙材料的壁上产生的。

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IDECO® Hydrogen-Analyser 是一种通过取样快速准确地测定和分析铝合金中当前氢含量的系统。

应用的测量技术基于 Y. Dardel 的“第一个气泡”原理。

为了便于测量,将熔体样品倒入加热到适当温度的坩埚中,坩埚可以抽真空。一旦环境压力小于或等于溶解在熔体中的气体的分压,溶解的气体就会从熔体中逸出。这可以通过金属表面上出现的气泡看到。

由于氢气是铝中唯一溶解的气体,因此该过程用于确定氢气分压。 “真正的”泡沫是一个泡沫,随后又迅速连续出现更多泡沫。


氢含量由以此方式确定的氢分压、同时的熔体温度、凝固时间过程和常数计算。可以使用 Sieverts 定律计算熔体中的氢浓度。

计算如下:

log CH = 0,5 * log pH - A / T + B


CH   溶解在铝中的氢浓度(cm³/100g)
pH    氢气分压,单位为 mbar
T       熔体温度,单位为 K
A,B   考虑待测合金的常数

这些常数考虑了诸如硅、镁、铜和锰等元素的溶解度等方面。