一种基于COMSOL软件获得氢原子在材料表面脱附行为的方法技术

一种基于COMSOL软件获得氢原子在材料表面脱附行为的方法，包括以下步骤；取一金属薄板，氢原子在其中均匀分布，确定氢原子在金属材料内的扩散控制方程满足菲克第二定律，以氢分子的形式进入空气，由于每个氢分子需要由2个氢原子复合，将求解对象进行网格划分，针对氢原子在薄板试样表面的脱附行为进行计算，得到某个k值对应的氢脱附情况，改变k值，进一步获得不同k值对应的表面氢浓度随时间变化关系曲线，取多个平行试样，进行氢含量测量实验，得到样品在脱附前后的氢含量差，即确定实际材料在此脱附时间段内发生的氢脱附总量。本发明专利技术解决由于氢脱附导致不锈钢真空容器无法长时间保持高真空的问题。保持高真空的问题。保持高真空的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于COMSOL软件获得氢原子在材料表面脱附行为的方法


[0001]本专利技术属于氢原子在材料中扩散脱附
，特别涉及一种基于COMSOL软件获得氢原子在材料表面脱附行为的方法。

技术介绍

[0002]目前，关于氢原子在材料表面的脱附行为，不管是实验研究还是理论计算都相当困难。可以确定的是，金属内的氢原子要脱附到空气中，必定需要在材料表面复合为氢分子，然后以氢分子的形式进入空气。根据前人的研究结果，氢原子在金属表面的脱附通量可以表示为：
[0003][0004]公式中k为氢原子复合为氢分子的速率常数。从给出的公式可以看到，金属表面氢原子的脱附通量与氢浓度的平方成正比。很明显，这是一个非线性的边界条件，因此对于金属表面氢脱附行为的理论求解相当困难。不难看出，氢原子的复合速率常数k是决定金属表面氢脱附快慢的关键参数，其受材料种类和材料表面状态的影响很大。而遗憾的是，目前仍然没有可靠的实验技术能够准确地测定k值，这就给深入研究金属表面的氢脱附行为带来了很大困难。

技术实现思路

[0005]为了克服以上技术问题，本专利技本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于COMSOL软件获得氢原子在材料表面脱附行为的方法，其特征在于，包括以下步骤；取一金属薄板，氢原子在其中均匀分布，确定氢原子在金属材料内的扩散控制方程满足菲克第二定律，即：公式中C为金属材料中的氢浓度，D为氢原子在材料内的扩散系数，假设D＝1
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m2/s，金属中的氢原子要向空气中脱附；氢原子在金属表面复合为氢分子，然后以氢分子的形式进入空气，由于每个氢分子需要由2个氢原子复合，因此确定氢原子在金属表面的脱附边界条件为：x＝0,d公式中d为薄板样品的厚度，k为氢原子复合为氢分子的复合速率常数，由公式可知，金属表面氢原子的脱附通量与表面氢浓度的平方成正比；将求解对象进行网格划分，采用COMSOL软件自带的自由三角形网格对二维薄板进行网格剖分，网格细化程度为软件中提供的“极细化”程度；针对氢原子在薄板试样表面的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马兆祥，刘仲礼，王成旭，王玉敏，徐娟萍，
申请(专利权)人：烟台大学，
类型：发明
国别省市：