Page 93 - 理化检验-化学分册2025年第三期

张 庸，等：不同加热方式测定铝及铝合金中氢的差异性初步探讨

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品残留氢计算结果为0. 14 n · cm ·（100 g） ，与二 显著高于8号样品中二次氢测定值，可能是脉冲法
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次氢测试值0. 166 n · cm ·（100 g） 相符；该理论 相对高频法加热效率更高所致，仍需进一步验证；同
同时指出氢的扩散速率正比于初始浓度水平，二次分 时，7号样品的测试结果低于9号样品高频法与真空
析氢扩散速率显著降低，且一次分析过的样品经加 法的测试结果之和，尚无法给出合理解释，仍需更多
热及冷却过程会重新结晶，扩散通道变窄，两因素叠 牌号样品的验证。
加导致高频法二次分析结果明显偏低，8号样品中二 2. 2 本试验测试数据及分析
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次氢的理论计算结果约为0. 045 n · cm ·（100 g） ， 试验采用脉冲法以及热脱附法进行初步验证分
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与实测结果 0. 03 n · cm ·（100 g） 吻合。上述理 析，测试样品包括标准物质以及AlSi样品，数据详
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论可以解释1~5号样品二次加热仍旧有氢释放的现 见表2。其中，“*”表示样品为脉冲法测试后的球状
象。但值得注意的是，1~5号样品中二次氢测定值 样品。
表2 本试验测试数据汇总
Tab. 2 Summary of testing data in this experiment
一次加热 二次加热
序号 样品编号
测试方法 一次氢测定值w/（μg·g −1 ） 测试方法 二次氢测定值w/（μg·g −1 ）
1 GBW(E)020030 热脱附法 0. 38
2 GBW(E)020030a 热脱附法 0. 58
3 GBW(E)020031a 热脱附法 0. 71
# *
4 21 脉冲法 0. 13 热脱附法 1. 15
#
5 21 热脱附法 0. 70
#
6 22 脉冲法 0. 16
7 22 # 热脱附法 0. 53
8 23 # 脉冲法 0. 16
9 23 # 热脱附法 0. 48
10 空白 热脱附法 <0. 001
由表 2 可知：热脱附法测试结果相较脉冲法 附法空白测试值不大于0. 001 μg · g −1 ，且采用慢速
明显偏高，1~3 号标准物质采用热脱附法所得测 升温，分析时间甚至长于真空法 ，因此“二次氢”
[6]
定值约为认定值的 2 倍，而对于 4~9 号样品，两种 更倾向于源自样品本身，从而说明文献[6]报道的加
方法所得测定结果则有 3倍以上的差距；对于 4号 热时间过短不足以使氢完全释放的观点似乎更符合
#
（21 ）样品，先采用脉冲法测试，得到的脉冲熔融 实际。文献[8]采用热脱附法测定2024型铝合金时
后的球状样品再采用热脱附法测试，发现仍旧有 发现，加热温度达600 ℃后，氢并未迅速降低，认为
明显的氢释放。查询标准物质证书，1号标准物质 铝中氢并非快速解吸、扩散，甚至加热样品至熔融态
GBW(E)020030未给出溯源依据，2号及3号标准物 时，并未显著加速氢的提取 [13] ，上述现象均可支撑文
质GBW(E)020030a、GBW(E)020031a的定值可溯源 献[6]的相关观点。4号（21 ）样品的二次氢测定值
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至俄罗斯标准物质1541 FCO7804—2000，其以真空 显著偏高，可能是因为涉及运输，再次测试不及时，
法为基准进行测试（执行标准FCOT21132. 1-98）。 导致样品氧化污染，从而结果偏高，但仍需进一步
文献[13]报道的理论模型显示铝合金中的易扩散氢 验证。
含量与合金成分相关，2号及3号标准物质成分分别 鉴于文献[6]观点颠覆了 “氢极易解吸、扩散及逸
对应为Al-Zn-Mg-Cu、Al-Zn-Mg-Fe-Ni，两者所含易 出”的传统观点，对铝合金的捕集点及活化能、扩散
扩散氢与自身总氢含量的比例不同，热脱附法测定 系数等进行了简要汇总。文献[14]研究表明， 铝合金
总氢结果相对脉冲法（主要是易扩散氢）的偏差倍数 中氢的捕集点主要包括空位、晶界、极孔以及二次颗
有差异。 粒等，活化能主要为0. 21~0. 36 eV，0. 23~0. 27 eV，
前文提及，热脱附法采用石英管加热，未涉及石 0. 67~0. 71 eV，0. 8 eV，同时极孔中氢的比例约为
墨坩埚，文献[5]观点似乎难以解释上述现象；热脱 53%，与文献[6]得出的铝中氢活化能主要位于
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