Водород, диффузия в кристаллах

[llinks]

Читал как-то сообщение, что водород при 600°С свободно диффундирует в решетку многих кристаллов, при этом восстанавливает железо +3 в +2. 

Речь шла о шерлах-дравитах и гранатах, мол возможно осветление-улучшение окраски, тёмные тона, обусловленные  железом +3 и +2, могут исчезнуть. 

 

Насколько это реально? Действительно ли водород при 600°С диффундирует в решетку достаточно глубоко, скажем 5 мм, и за время 24-100 часов? 

Восстановит ли железо +3 в кристалле? 

[yatcheh]

24.12.2022 в 21:24, llinks сказал:

Читал как-то сообщение, что водород при 600°С свободно диффундирует в решетку многих кристаллов, при этом восстанавливает железо +3 в +2. 

Речь шла о шерлах-дравитах и гранатах, мол возможно осветление-улучшение окраски, тёмные тона, обусловленные  железом +3 и +2, могут исчезнуть. 

 

Насколько это реально? Действительно ли водород при 600°С диффундирует в решетку достаточно глубоко, скажем 5 мм, и за время 24-100 часов? 

Восстановит ли железо +3 в кристалле? 

 

А ничего тут нереального нету. Было бы странно, если бы этого не было.

[Вадим Вергун]

Чтоб скорость процесса была приемлемой нужно повышать давление водорода. Ибо давление (концентрация) уходит в экспоненту и очень сильно влияет, так что будет медленно - дунуть пару-тройку сотен атмосфер и шустрее странет. 

Возникает вопрос, а из чего сделать такой реактор? Я думаю из ниобия или тантала, есть даже готовые решения на это счёт.

Тут может другая проблема возникнуть. Если в том же альмандине восстанавливать железо банально сильно исказиться параметр решетки и выйдет так что в поверхностном слое уже пойдет растрескивание, а внутри ещё будет слишком темный. Но это пробовать надо.

 

Изменено 24 Декабря, 2022 в 18:35 пользователем Вадим Вергун

[llinks]

24.12.2022 в 23:32, Вадим Вергун сказал:

Чтоб скорость процесса была приемлемой нужно повышать давление водорода. 

 

Как вариант, ещё "ультразвуковая пропитка"? 

Технически как-то это всё непросто. 

[llinks]

24.12.2022 в 23:32, Вадим Вергун сказал:

 дунуть пару-тройку сотен атмосфер 

 

То есть, в закрытый контейнер дунуть 300 атм водорода и в печь? 

Через ниобий водород не диффундирует? 

[llinks]

24.12.2022 в 23:26, yatcheh сказал:

 

А ничего тут нереального нету. Было бы странно, если бы этого не было.

А 600°С это скорее для хим активности водорода? 

[бродяга_]

24.12.2022 в 22:28, llinks сказал:

А 600°С это скорее для хим активности водорода? 

да. восстанавливает атомарный, а не молекулярный.

только вода  может разрушить кристалл. проблеме не загнать водород, а как вода назад пойдет, молекула то уже крупнее.

[llinks]

25.12.2022 в 00:39, бродяга_ сказал:

да. восстанавливает атомарный, а не молекулярный.

только вода  может разрушить кристалл. проблеме не загнать водород, а как вода назад пойдет, молекула то уже крупнее.

Хм. Диссоциация молекулы водорода на атомы начинается вроде как выше 2000°С? 

[Вадим Вергун]

24.12.2022 в 22:51, llinks сказал:

Хм. Диссоциация молекулы водорода на атомы начинается вроде как выше 2000°С? 

При такой температуре минералы не живут. 

24.12.2022 в 22:05, llinks сказал:

Как вариант, ещё "ультразвуковая пропитка"? 

Технически как-то это всё непросто. 

Ультразвуковые эффекты они межфазные. А тут речь о монокристаллах. Не имеет смысла. 

24.12.2022 в 22:17, llinks сказал:

То есть, в закрытый контейнер дунуть 300 атм водорода и в печь? 

Через ниобий водород не диффундирует? 

Если так сделать то наверняка йобнет.

Сначала очень медленно и плавно (сутки), в аргоне поднимать температуру в реакторе до 600С. После медленно и неспеша подавать водород, можно прям из баллона. По завершению процесса еще более плавно стравливать давление, и только тогда еще более плавно (несколько суток) снижать температуру. Чем крупнее кристаллы тем медленнее все нужно делать. 

[Вадим Вергун]

Через ниобий, а лучше танталл диффундирует медленнее чем через стали или нержавейки. Кроме того нет водородного охрупчивания, это важно если хотите работать при высоких давлениях. Надо смотреть температуру, но вроде серебро ещё лучше для таких целей может подойти.