On the mechanism of hydrogen permeation in iron in alkaline medium

• Published in: Acta materialia 1998-01, Vol.46 (3), p.869-879
• Main Authors: Brass, A.M., Collet-Lacoste, J.R.
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Applied sciences; Condensed matter: structure, mechanical and thermal properties; Diffusion in solids; Diffusion of impurities; Exact sciences and technology; Metals. Metallurgy; Physics; Transport properties of condensed matter (nonelectronic)
• ISSN: 1359-6454; 1873-2453
• DOI: 10.1016/S1359-6454(97)00311-X

Hydrogen permeation tests were performed in pure iron in sodium hydroxide at 298 K, based on the electrochemical technique. Hydrogen charging was conducted under potentiostatic control, simultaneously registering both the permeation ( i p) and the cathodic ( i c) currents until stabilization. After a first polarization transient at −1105 or −1355 mV/NHE, potential increments or decrements were performed, allowing in both cases the currents to stabilize. Based on the analysis of the experimental data, a model was developed, which takes into account the existence of a 0.5 to 1 nm thick unreduced air-grown oxide film on the input side of the samples in spite of long cathodic polarization times. A good correlation between the potential distribution at the oxide/solution interface and the calculated oxide thickness was obtained. La diffusion de l’hydrogène dans du fer pur a étéétudiée àtempérature ambiante en milieu basique à l’aide de la technique de perméation électrochimique. Le courant total d’hydrogène déchargésur la surface par polarisation cathodique àpotential imposé(−1105 or −1355 mV/NHE) a étémesuréen continu et comparéau flux de perméation. La concentration d’hydrogène disponible sur la surface a étémodifiée par paliers successifs une fois un régime permanent de diffusion atteint. Les résultats expérimentaux ont étémodélisés en considérant une réduction incomplète de l’oxyde superficiel naturel sous polarisation cathodique et la diffusion d’hydrogène au travers d’un film rémanent d’oxy-hydoxyde de très faible épaisseur (0.5 à1 nm).