alternativeАльтернативная энергетика и экология (ISJAEE)Alternative Energy and Ecology (ISJAEE)1608-8298Международный издательский дом научной периодики "Спейс10.15518/isjaee.2016.21-22.037-044alternative-881Research ArticleВодородная экономикаHydrogen EconomyСТРУКТУРНЫЕ АСПЕКТЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ВОДОРОДА СО СПЛАВАМИ Pd-Ag И Pd-In-RuSTRUCTURAL ASPECTS OF INTERACTION BETWEEN HYDROGEN AND Pd-Ag AND Pd-In-Ru ALLOYSВяткинА. Ф.VyatkinA. F.

д-р физ.-мат. наук, профессор, зам. директора

D.Sc. (physics and mathematics), Professor, Deputy Director

face@neicon.ruВолковВ. Т.VolkovV. T.

старший научный сотрудник

Senior Researcher

face@neicon.ruКолчинаА. С.KolchinaA. S.

инженер

engineer

a.kolchina@mail.ruФГБУН «Институт проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов Российской академии наук»РоссияInstitute of Microelectronics Technology and High Purity Materials, Russian Academy of SciencesRussian Federation201619112016021-223744Copyright © Международный издательский дом научной периодики "Спейс, 20162016Международный издательский дом научной периодики "СпейсМеждународный издательский дом научной периодики "Спейсhttps://www.isjaee.com/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.isjaee.com/jour/article/view/881

В данной работе проведено исследование кинетики взаимодействия водорода с относительно толстыми (10-45 мкм) пленками сплавов Pd-Ag и Pd-In-Ru, используемых в качестве мембранных материалов в процессах получения водорода высокой степени чистоты и произведенных методами прокатки с высокими степенями деформации, при комнатной температуре с помощью метода измерения электрического сопротивления пленок. С опорой на ранее установленные равновесные и кинетические закономерности взаимодействия водорода с пленками сплавов Pd, которые существенно зависят от микроструктуры, сформированной на начальных стадиях роста пленок (размер зерна, ширина приграничных межзеренных областей и др.), было показано, что растворимость водорода в этих сплавах увеличивается при комнатной температуре с ростом температуры отжига прокатанных сплавов, в то время как диффузионная подвижность водорода в сплавах Pd-Ag практически не зависит от температуры отжига, а в сплавах Pd-In-Ru существенно снижается с ростом температуры отжига. Эти закономерности согласуются с особенностями микроструктуры сплавов, формируемой при отжиге прокатанных сплавов.

The method for measuring the electrical resistance of films is employed to investigate the kinetics of the interaction between hydrogen and relatively thick (10-45 microns) films of Pd-Ag and Pd-In-Ru alloys, used as membrane materials in processes for producing hydrogen of high purity and manufactured by rolling method with high degrees of deformation at room temperature. Based on the previously established equilibrium and kinetic parameters of hydrogen interaction with the Pd alloy films which strongly depend on the microstructure during the initial stages of the film growth (the grain size, the width of the grain boundary regions and others.), we have shown that the solubility of hydrogen in these alloys increases at room temperature with increasing temperature of annealing the rolled alloy while the diffusion mobility of hydrogen in the Pd-Ag alloys is virtually independent of annealing temperature and in the Pd-In-Ru alloys it significantly reduces with the increasing of annealing temperature. These above regularities are associated with features of the microstructure formed during the annealing of rolled alloys.

сплавы палладияводородкомпозитные мембраныдиффузияводородопроницаемостьpalladium alloyshydrogencomposite membranesdiffusionhydrogen permeanceReferencesВяткин А.Ф., Волков В.Т., Колчина А.С. Взаимодействие тонкопленочных структур сплава Pd-Ag с водородом//Поверхность. 2015. № 6. С. 35-40.Vyatkin A.F., Volkov V.T., Kolchina A.S. Vzaimodejstvie tonkoplenočnyh struktur splava Pd-Ag s vodorodom. Poverhnost’, 2015, no. 6, pp. 35–40 (in Russ.).Гельд П.В., Рябов Р.А. Водород в металлах и сплавах. М.: Металлургия, 1974.Geld P.V., Ryabov R.A. Vodorod v metallah i splavah. Moscow: Metallurgiâ Publ., 1974 (in Russ.).Zhang W.-S., Zhang Z.-F., Zhang Z.-L. Some problems on the resistance method in the in situ measurement of hydrogen content in palladium electrode//Journal of Electroanalytical Chemistry. 2002. Vol. 528. P. 1-17.Zhang W.-S., Zhang Z.-F., Zhang Z.-L. Some problems on the resistance method in the in situ measurement of hydrogen content in palladium electrode. Journal of Electroanalytical Chemistry, 2002, vol. 528, pp. 1–17 (in Eng.).Scharnagl K., Eriksson M. Hydrogen detection at high concentrations with stabilised palladium//Sensors and Actuators B. 2001. Vol. 78. P. 138-143.Scharnagl K., Eriksson M. Hydrogen detection at high concentrations with stabilised palladium. Sensors and Actuators B, 2001, vol. 78, pp. 138–143 (in Eng.).Baranowski B., Filipek S.M., Szustakowski M., Farny J., Woryna W. Search for “cold-fusion” in some Me-D systems at high pressures of gaseous deuterium//J. Less-Comm. Met. 1990. Vol. 158. P. 347.Baranowski B., Filipek S.M. M. Szustakowski, J. Farny, W. Woryna Search for “cold-fusion” in some MeD systems at high pressures of gaseous deuterium. J.Less-Comm. Met., 1990, vol. 158, pp. 347 (in Eng.).Joshi. R. K., Krishnan S. Pd Nanoparticles and Thin Films for Room Temperature Hydrogen Sensor//Nanoscale Res. Lett. 2009. Vol. 4. P. 1191-1196.Joshi. R. K., Krishnan S. Pd Nanoparticles and Thin Films for Room Temperature Hydrogen Sensor. Nanoscale Res. Lett., 2009, vol. 4, pp. 1191–1196 (in Eng.).Burger J.P., MacLachlan D.S., Mailfert R., Souffache B. Electrical resistivity of Pd-Hx: I. Residual resistivity//Solid State Communications. 1975. Vol. 17, No. 3. P. 277-280.Burger J.P., MacLachlan D.S., Mailfert R., Souffache B. Electrical resistivity of Pd-Hx: I. Residual resistivity. Solid State Communications, 1975, vol. 17, is. 3, pp. 277–280 (in Eng.).Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Материаловедение». Федеральное агентство по образованию, Тольяттинский государственный университет, кафедра «Материаловедение и механика материалов». Тольятти, 2006.Metodičeskie ukazaniâ k laboratornym rabotam po discipline “Materialovedenie”. Federal’noe agentstvo po obrazovaniû, Tol’âttinskij gosudarstvennyj universitet, kafedra “Materialovedenie i mehanika materialov”. Tolyatti, 2006 (in Russ.).Словецкий Д.И., Чистов Е.М. Мембранная очистка водорода в водородной энергетике//Труды Международного симпозиума по водородной энергетике, Москва, 2005. С. 175-178.Sloveckiy D.I., Chistov E.M. Membrannaâ očistka vodoroda v vodorodnoj ènergetike. Trudy Meždunarodnogo simpoziuma po vodorodnoj ènergetike, Moscow, 2005, pp. 175–178 (in Russ.).Иевлев В.М., Бурханов Г.С., Максименко А.А., Белоногов Е.К., Донцов А.И., Рошан Н.Р. Структура и свойства конденсированной фольги мембранного сплава Pd-In-Ru//Конденсированные среды и межфазные границы. 2013. Т. 15, № 2. С. 121-127.Ievlev V.M., Burhanov G.S., Maksimenko A.A., Belonogov E.K., Doncov A.I., Roshan N.R. Struktura i svojstva kondensirovannoj fol’gi membrannogo splava Pd-In-Ru. Kondensirovannye sredy i mežfaznye granicy, 2013, vol. 15, no. 2, pp. 121–127 (in Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.