The diffusivity of hydrogen in pure liquid copper was determined by an unsteady-state gas liquid metal diffusion cell technique. The diffusion cell was formed by immersing an alumina tube containing hydrogen gas at 1 atm. in a bath of stagnant liquid copper. Diffusivities were calculated from the appropriate solution of Fick's 2nd law. The effect of silicon, an alloying element, on the diffusion of hydrogen was also investigated. The result showed that silicon decreased the hydrogen diffusion coefficient up to 2 wt. pct concentration but more silicon content increased the diffusion coefficient of hydrogen.
The absorption of hydrogen in stagnant pure liquid copper has been found to be diffusion controlled. The calculated diffusivities, $D_H$, for hydrogen in pure liquid copper can be described by the equation;
$D_H = 5.028\times10^{-2} exp(-2,628\pm1,290/RT) cm^2/sec$
in the temperature range of 1,090℃ - 1,205℃
순수 용융동 내에서의 수소의 확산계수를 unsteady-state gas-liquid metal diffusion cell 방법을 이용해서 구하였다.
Diffusion cell 은 1기압의 수소를 포함하는 알루미나관을 정지상태의 용융동 내에 삽입시킴으로써 형성된다.
확산계수는 Fick 의 제2법칙의 해를 변형시킨 식을 이용해서 계산하였다. 수소의 확산계수에 대한 silicon 합금 원소의 영향도 고찰하였다. Silicon 의 농도가 2 wt. pct. 까지는 수소의 확산계수를 감소시키나, 더 많은 silicon 의 첨가는 오히려 수소의 확산계수를 증가시킴이 밝혀졌다. 정지 상태의 순수 용융동 속으로의 수소의 흡수속도는 확산에 의해서 지배됨을 알 수 있었다. 순수 용융동 내에서의 수소의 확산계수 $'D_H'$ 는 1,090℃ 에서부터 1,205℃ 의 온도 범위에서는 다음의 식으로 표시된다.
$D_H = 5.028\times10^{-2} exp (-2,628\pm1,290/RT) cm^2/sec$
