Kinetics of reaction of hydrogen with titanium was studied in the temperature range from 450℃ to 1025℃ using the thermogravimetric method under the dynamic open flow system.
The effect of the temperature and hydrogen partial pressure on the reaction rate were studied.
Comparing the possible reaction mechanism of metalgas reaction rate of the titanium and hydrogen, found that rate controlling step is diffusion of hydrogen in titanium.
From the reaction rate data, calculated that the apparent activation energy of hydrogen diffusion in hydride phase is 11.9 Kcal/mol.
And diffusion coefficient of the hydrogen in Beta(BCC)-titanium was calculated from the appropriate solution of Fick's 2nd equation in cylinderical geometry in the temperature range from 895℃ to 1025℃.
Temperature dependence of diffusion coefficient in Beta(BCC)titanium is offered as follows.
D (㎠/sec) = $3.5×10^{-3}$ exp(-9930±800/RT)
Ti과 수소와의 반응속도를 dynamic open flow system 에서 thermogravimetric 방법을 사용하여 450 ℃에서 부터 1025 ℃의 온도 범위에서 살펴 보았다.
수소압과 온도를 변화시키면서 얻어진 Ti 과 수소와의 반응속도를 금속과 gas 와의 반응에서 일어날 수 있는 여러가지 반응기구와 비교하여 Ti 내로의 수소의 확산이 전체 반응속도를 지배함을 알았다.
Ti 과 수소와의 반응속도로 부터 hydride 상에서 수소가 확산 하는데 필요로 하는 appearant activation energy 가 11.9 Kcal/mol 임을 알아내었다.
또한 β 상만이 존재할 수 있는 875 ℃에서 1025 ℃ 까지의 온도 범위에서 원통형 시편을 사용하여 Fick's 확산방정식을 풀므로써 β-Ti 에서의 수소의 확산계수를 구하였다.
β-Ti 에서의 수소 확산계수는 다음 식으로 표시된다.
D (㎠/sec) = $3.5×10^{-3}$ exp(-9930±800/RT)
