Hydrogen Depth‐Profiling and Desorption Kinetics in Rapidly Solidified Al‐Fe Alloys

Abstract

Elemental composition of rapidly solidified Al-0.2 at.% Fe alloy has been examined using elastic recoil detection technique and Rutherford backscattering spectroscopy to investigate the changes in hydrogen depth distribution under heat treatment. It was found that hydrogen was limited to near-surface region (400 nm) of as-cast foils. Most detected hydrogen was localized in the subsurface regions and estimated to be 3.6 at.%. Strong hydrogen segregation on air-side surface was observed in alloy annealed at 500°C and showed increase in its content up to 9.6 at.%.Streszczenie. Zbadano skład pierwiastkowy szybko zestalonego stopu Al. 0.2 at.%-Fe przy użyciu metod elastycznego odrzutu (ERD) oraz rozpraszania wstecznego Rutherforda (RBS) w celu zanalizowania zmian rozkładu głębokościowego wodoru zachodzących w trakcie obróbki termicznej. Stwierdzono, że koncentracja wodoru była ograniczona do obszaru przypowierzchniowego (400nm) nowowytworzonych powłok. Większość zawartości wykrytego wodoru była umiejscowiona w obszarach podpowierzchniowych i została oszacowana na 3.6 at.%. Dla stopu wygrzewanego w temperaturze 500 o C zaobserwowano silną segregację wodoru na zewnętrznej stronie powierzchni oraz wzrost jego zawartości do 9.6 at.%. (Profilowanie wodoru w szybko zestalonych foliach ze stopu Al-Fe).

Hydrogen behavior in Al Cr alloys: Synchrotron-based photoelectron microscopy of the rapidly solidified structure

“…This finding is consistent with the hydrogen depth-profiling performed in RS AleFe alloys by means of elastic recoil detection technique [40]. While according to the TDS analysis the total amount of H desorbed from RS Ale2.0Fe alloy is very low (less than 1 ppm), the H content was determined to be 3.6 at.% in the subsurface region (400 nm) of the foils, indicating that segregated hydrogen as a major part of H trapped in RS Al and its alloys corresponds to aluminum trihydroxides and/or oxyhydroxides species.…”