Page 56 - Zmist-n4-2015

Из-за возрастания площади зерен интерметаллида на поверхности гидриро-
вание отожженных сплавов происходило при комнатной температуре. Однако с
уменьшением протяженности межфазных границ время процесса увеличилось
3
(табл. 2), так как коэффициент диффузии водорода примерно в 10 раз выше по
границам зерен, чем по объему.

Таблица 2. Кинетические параметры процессов гидрирования сплавов

Инкубационный Время Концентрация водо-
Замещение
период гидрирования рода С Н , mass.%
компонентов Н/Ме
сплава, at.%
h Р hydr Р atm
2 Mn ® V 4 3 2,72 2,67 1,70
5 Mn ® V 3 3 2,85 2,73 1,74

2 Zr ® V 3 2,5 2,74 2,67 1,68
5 Zr ® V 3 3 2,73 2,69 1,66

2 Ti ® V 1 0,5 2,69 2,63 1,68
5 Ti ® V 4 0,5 2,67 2,60 1,66

Методом РФА установили, что конечный продукт гидрирования всех спла-
вов состоит из гидридов, образуемых только на основе исходных фаз:
– δ-гидрид на основе твердого раствора (Ti, Zr, V, Mn)Н 2–х с ГЦК структурой
типа CaF 2;
– e-гидрид на основе твердого раствора (Ti, Zr, V, Mn)Н 2–х с тетрагональной
структурой типа ThH 2;
– l-гидрид на основе фазы Лавеса (Ti, Zr)(V, Mn) 2–хH 1+х с кристаллической
структурой типа MnZn 2.
Это дает право утверждать, что декомпозиционирования фаз при гидриро-
вании сплавов не происходит. Параметры кристаллических решеток исходных
сплавов, а также продуктов их гидрирования и дегидрирования приведены в
табл. 3.
Для раздельной оценки водородной емкости β-твердого раствора и фазы Ла-
веса рассчитали соотношение их молярных долей по методу Ритвельда. Посколь-
ку при наводороживании декомпозиционирования фаз не выявлено, можно счи-
тать, что соотношение молярных долей гидридов, полученных на основе каждой
из фаз, сохраняется равным их соотношению в исходном состоянии. По вычислен-
ному приросту объема элементарной ячейки фазы Лавеса на один металлический
атом оценили сорбционную емкость интерметаллида, а остаточное количество
поглощенного водорода отнесли к d- и e-гидридам на основе твердого раствора.
Расчеты показали, что легирование ванадием приводит к увеличению сорб-
ционной емкости как каждой из фаз, так и сплавов в целом (рис. 2 и табл. 2). Осо-
бенно это свойственно сплавам, в которых негидридобразующий Mn заменен на
гидридобразующий V. При этом кинетика абсорбирования водорода твердым
раствором и интерметаллидом идентична, и в данных условиях гидрирования
b-фаза достигает высокой водородной емкости из-за ее кристаллической ОЦК
структуры, для которой при комнатной температуре коэффициент диффузии во-
дорода почти на два порядка выше, чем для a-фазы с ГПУ структурой [19].

55