Buy (120 RUB)
|Generate QR code
Open Access
Subscription or Fee Access
Hydride transformations: nature, kinetics, morphology
Abstract
In the review the development of notions about hydride transformations as diffusive-cooperative phenomena is given. Their peculiarities are that any rearrangement in a hydrogen subsystem is done by a diffusive way only, but the rearrangement of a crystal matrix proceeds by a cooperative, shift mechanism similar to a martensitic one. It is shown that hydride transformations in the system Pd-H proceed by the mechanism of generation and growth. The C-shaped kinetic isothermal diagrams describe kinetics of direct a→ß hydride transformations. Another type of kinetic diagrams is typical for reverse ß→a hydride transformations. The rate of reverse hydride transformations just accelerates with temperature increasing or hydrogen pressure decreasing. Morphological peculiarities of both direct and reverse hydride transformations are described in details. Discussion of a unique role of hydrogen concentrational and hydrogen phase stresses in processes of hydride transformations is presented. It has been found out that these stresses are the most important thermodynamic and kinetic factor in the hydride transformation development.
About the Authors
M. V. Goltsova
Donetsk National Technical University
Russian Federation
Russian Federation
YuA. . Artemenko
Donetsk National Technical University
Russian Federation
Russian Federation
G. I. Zhirov
Donetsk National Technical University
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Жигач А.Ф., Стасиневич Д.С. Химия гидридов. М: Химия. 1969.
2. Proceedings of the International Symposium on Metal-Hydrogen Systems - Fundamentals and Applications. (Hangzhou, China, October 4-9, 1998). [Q.D. Wang, Y.Q. Lei, Guest Eds.] // J. Alloys & Compounds. 1999. Vols. 293-295.
3. Водород в металлах / Пер с англ. Под ред. Г. Алефельда и И. Фелькля. В 2-х томах. М.: Мир. 1981.
4. Соменков В.А., Шильштейн С.Ш. Фазовые превращения водорода в металлах (обзор). М.: ИАЭ им. И.В. Курчатова, 1978.
5. Вагнер Х. Упругое взаимодействие и фазовые переходы в когерентных Мє-H сплавах // Водород в металлах / Под ред. Г. Алефельда и И. Фелькля. М.: Мир. 1981. Т. 1. С. 16-68.
6. Shober T. Nb-H System: electron-microscopic investigation. I. Investigation at room temperature // Phys. Stat. sol. (a). 1985. Vol. 29. P. 395-406.
7. Cassidy M.F., Wayman P.M. The crystallography of hydride formation in zirconium. Pt. I. S- γ transformation // Met. Trans. 1980. Vol. 11 A, No. 1. P. 47-56.
8. Ивашина Ю.К., Немченко В.Ф., Смолин М. Д. // Докл. АН УССР. Сер. А. 1980. № 6. С. 85-88.
9. Шобер Т., Венцль Х. Системы Nb-H(D), Ta-H(D), V-H(D): структуры, диаграммы, морфология, методы приготовления // Водород в металлах / Под ред. Г. Алефельда и И. Фелькля. М.: Мир. 1981. Т. 2. С. 17-90.
10. Carpenter G.J.C., Watters J.F. An in situ study of the dissolution of γ-zirconium hydride in zirconium // J. Nucl. Mater. 1978. Vol. 73. P. 190-201.
11. Колачев Б. А. Водородная хрупкость металлов. М.: Металлургия. 1985.
12. Гольцов В.А., Тимофеев Н.И., Мачикина И.Ю. Явление фазового наклепа в гидридообразующих металлах и сплавах // Докл. АН СССР. 1977. Т. 235. № 5. С. 1060-1063.
13. Гольцов В. А. О природе диффузионнокооперативных (гидридных) превращений // Известия вузов. Цветная металлургия. 1987. № 1. С. 88-96.
14. Гольцов В.А. Явления, обусловленные водородом и индуцированными им фазовыми превращениями // Взаимодействие водорода с металлами. М.: Наука. 1987.
15. Goltsov V.A. The phenomenon of controllable hydrogen phase naklep and the prospects for its use in Metal Science and Engineering // Mater. Sci. & Eng. 1981. Vol. 49, No. 2. P. 109-125.
16. Вике Э., Бродовский Х. Водород в палладии и сплавах палладия // Водород в металлах / Под ред. Г. Алефельда и И. Фелькля. М.: Мир. 1981. Т. 2. С. 91-189.
17. Ho E., Goldberg H.A., Weatherly G.C., Manchester F.D. In in situ electron microscope study of precipitation in palladium-hydrogen alloys // Acta met. 1979. Vol. 27. No. 5. P. 841-853.
18. Jamieson N.C., Weatherly G., Manchester F. The ß→а phase transformation in palladium-hydrogen alloys // J. Less-Common Metals. 1976. Vol. 50. P. 85102.
19. Гольцов В. А., Лобанов Б. А. Изотопная методика выявления гидридной фазы в палладии при его насыщении водородом // Завод. лаб. 1982. Т. 48. № 12. С. 43-45.
20. Гольцов В. А., Артеменко Ю.А. Исследование кинетики изотермических гидридных превращений в термодинамически открытой системе палладий-водород // Физика металлов и металловедение. 1991. № 10. С. 160-167.
21. Гольцов В.А., Артеменко Ю.А. Кинетические и морфологические особенности гидридных превращений в системе палладий-водород // Физика металлов и металловедение. 1991. № 2. С. 181-188.
22. Гольцов В.А., Артеменко Ю.А. Диаграммы изотермических гидридных превращений в термодинамически открытой системе палладий-водород // Физика металлов и металловедение. 1993. Т. 76. Вып. 1. С. 110-113.
23. Гольцов В.А., Артеменко Ю.А. Влияние давления газообразного водорода на морфологические и кинетические особенности гидридных превращений в термодинамически открытой системе палладий-водород // Физика металлов и металловедение. 1994. Т. 78. Вып. 4. С. 114-121.
24. Artemenko Yu.A., Goltsova M.V. Decomposition of solid solution of hydrogen in palladium upon rapid cooling // Phys. Met. & Metallogr. 1995. Vol. 79. P. 150-154.
25. Goltsova M.V., Artemenko Yu.A., Zaitsev V.I. The peculiarities of degassing and hydride ß→а hydride transformations in thermodynamically open palladium-hydrogen system // Phys. Met. & Metallogr. 1997. Vol. 84. P. 418-420.
26. Goltsova M.V., Artemenko Yu.A., Zaitsev V.I. Kinetics and morphology of the reverse ß→а hydride transformation in thermodynamically open Pd-H system // J. Alloys & Compounds. 1999. Vol. 293-295. Р. 379384.
27. Goltsova M.V., Artemenko Yu.A., Zaitsev V.I. Effect of overheating above the critical point on isothermic ß→а transformation in Pd-H system // Phys. Met. & Metallogr. 1999. Vol. 87. P. 523-527.
28. Артеменко Ю.А., Гольцова М.В., Зайцев В.И. Кинетика обратного ß→а гидридного превращения в системе Pd-H // Металлофизика и новейшие технологии. 1999. Т. 21. С. 36-39.
29. Goltsova M.V., Artemenko Yu.A., Smirnov L.I. On the critical retardation of hydrogen in the palladiumhydrogen system // Phys. Met. & Metalogr. 2000. Vol. 89. P. 169-172.
30. Artemenko Yu.A., Goltsova M.V., Zaitsev V.I. Kinetic and morphological peculiarities of ß→а hydride transformations in the Pd-H system // Int. J. Hydrogen Energy. 1997. V. 22. P. 343-345.
31. Goltsova M.V., Artemenko Yu.A., Zhirov G.I., Zaitsev V.I. Video-investigation of reverse hydride transformations in the Pd-H system // Int. J. Hydrogen Energy. 2002. № 7-8. V. 27. P. 757-763.
32. Новиков И. И. Теория термической обработки металлов: учебник для вузов, 4-е изд., перераб. и доп. М.: Металлургия. 1986.
33. Goltsov V.A., Glukhova Zh.L., Redko A.L., Hydrogen elasticity effect and its importance in diffusion dissolution of concentration inhomogeneities in metals // Int. J. Hydrogen Energy. 1997. V. 22. P. 179-183.
34. Smirnov L.I. , Goltsov V.A. Dynamics of metal-hydrogen systems in the continium approximation and some hydrogen-resistive effects // Phys. Met. & Metallography. 1997. V. 84. P. 599-603.
Review
For citations:
Goltsova M.V., Artemenko Yu., Zhirov G.I. Hydride transformations: nature, kinetics, morphology. Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). 2014;(1):70-84. (In Russ.)
Views:
354
Email this article 