Открытый доступ
Доступ платный или только для Подписчиков
ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ТЕРМИЧЕСКОЙ ДЕКОМПОЗИЦИИ ДИГИДРИДОВ ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ В СРЕДЕ С НИЗКИМ ПАРЦИАЛЬНЫМ ДАВЛЕНИЕМ ВОДОРОДА
Аннотация
Изложены результаты выполненных в последние годы калориметрических исследований термической диссоциации гидридов титана, циркония, магния и палладия. Показан характерный для всех данных гидридов мультиплетный характер термической диссоциации. Продемонстрирована хорошая корреляция между ходом кривых дифференциальной сканирующей калориметрии и результатами термогравиметрии.
Установлен дискретный характер процессов декомпозиции. Предложена последовательность механизмов, протекающих при нагреве дигидридов переходных металлов в среде с низким парциальным давлением водорода: перестройка в гидридной фазе; разрушение связей металл водород с образованием пересыщенного водородом твердого раствора; диффузия водорода к поверхности раздела твердая фаза окружающая среда; молизация водорода при выходе из твердой фазы.
Об авторах
Л. В. Спивак
Пермский государственный национальный исследовательский университет
Россия
Россия
Спивак Лев Волькович - доктор физико-математических наук, академик РАЕН, профессор кафедры физики твердого тела Пермского государственного национального исследовательского университета; Заслуженный работник высшей школы.
Д. 15, ул. Букирева, Пермь, 614990, тел.: +7(342)239-63-83; e-mail: lspivak@psu.ru
Н. Е. Щепина
Пермский государственный национальный исследовательский университет, Естественнонаучный институт
Россия
Россия
Щепина Надежда Евгеньевна – доктор химических наук, старший научный сотрудник, заведующая научно-исследовательской лабораторией радиохимии Естественнонаучного института Пермского государственного национального исследовательского университета.
Д. 4, ул. Генкеля, Пермь, 614990, тел.: +7(342)239-67-21; e-mail: neshchepina@mail.ru
М. А. Дышлюк
Пермский национальный исследовательский технический университет
Россия
Россия
Дышлюк Мария Александровна - аспирантка
Д. 29а, Комсомольский пр., Пермь, 614000, тел.: +7(963)875-77-99; e-mail: m.kulikova_89@mail.ru
Список литературы
1. Спивак, Л.В. Термическая декомпозиция гидрида титана / Л.В. Спивак, Н.Е. Щепина // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» (ISJAEE). 2015. № 21. С. 84 89.
2. Гидриды металлов / ред. Г. Мюллер. М.: Атомиздат, 1973. 431 с.
3. Водород в металлах / под ред. Г. Алефельда, И. Фелькля. М.: Мир, 1981. Т. 1. 475 с.
4. Андриевский, П.А. Материаловедение гидридов / П.А. Андриевский М.: Металлургия, 1986. 127 с.
5. Спивак, Л.В. Термическая декомпозиция гидрида циркония в среде с низким парциальным давлением водорода / Л.В. Спивак, Н.Е. Щепина // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» (ISJAEE). 2014. № 16. С. 39 45.
6. Долуханян, С.К. Особенности формирования сплавов и их гидридов в системе Ti-Zr-H / С.К. Долуханян [и др.] // Химическая физика. 2007. Т. 26. № 11. С. 36 41.
7. Долуханян, С.К. Новый метод получения сплавов на основе переходных металлов / С.К. Долуханян [и др.] // Химический журнал Армении. 2007. Т. 60. № 4. С. 545 559.
8. Уэндландт, У. Термические методы анализа / У. Уэндландт М.: Мир, 1978. 526 с.
9. Спивак, Л.В. Калориметрические эффекты при термической деструкции гидрида титана / Л.В. Спивак, М.А. Куликова // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» (ISJAEE). 2011. № 6. С. 25 31.
10. Спивак, Л.В. Термическая декомпозиция гидрида магния в среде с низким парциальным давлением водорода / Л.В. Спивак, Н.Е. Щепина // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» (ISJAEE). 2013. № 8. С. 27 30.
11. Zuttel, A. LiBH4 a new hydrogen storage material / A. Zuttel [et al.] // J. Power Sources. 2003. Vol. 118. P. l 7.
12. Metijasevic-Lux, B. Modification of titanium hydride for improved aluminum foam manufacture / B. Metijasevic-Lux [et al.] // Acta Materialia. 2006. Vol. 54. P. 1887–1900.
13. Lindler, D.L. Mechanism for isothermal decomposition of iron titanium hydride / D.L. Lindler // Inorganic Chemistry. 1978. Vol. 12. № 1–2. P. 3721 3722.
14. Киреев, В.А. Курс физической химии / В.А. Киреев 3 изд. М.: Химия, 1975. 776 с.
15. Карапетьянц, М.Х. Химическая термодинамика / М.Х. Карапетьянц 3 изд. М.: Химия, 1975. 109 с.
16. Глинка, Н.Л. Общая химия. 30-е изд. / Н.Л. Глинка // М.: Интеграл-Пресс, 2003. 728 с.
17. Клямкин, С.Н. Металлогидридные композиции на основе магния как материалы для аккумулирования водорода / С.Н. Клямкин // Рос. Хим. Ж. 2006. Т. 1. № 6. С. 49 55.
18. Novák, P. Structure and Properties of Magnesium-Based Hydrogen Storage Alloys / P. Novák [et al.] // Materials Science Forum. 2007. Vol. 567 568. Р. 217 220.
19. Beattie, S.D. Thermal desorption of hydrogen from magnesium hydride (MgH2): An insitu microscopy study by environmental SEM and TEM / S.D. Beattie, U. Setthanan, G.S. McGrady // International journal of hydrogen energy. 2011. Vol. 36. P. 6014 6021.
20. Matsumoto, I. Decomposition of Magnesium Hydride Fiber Observed Using TEM and In-Situ AFM / I. Matsumoto [et al.] // Materials Transactions. 2011. Vol. 52. No. 3. P. 481 485.
21. Спивак, Л.В. Калориметрические эффекты при нагреве сплавов системы Pd-H / Л.В. Спивак // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» (ISJAEE). 2010. № 7. С. 103 110.
22. Спивак, Л.В. Калориметрические эффекты при термической деструкции гидрида титана / Л.В. Спивак, М.А. Куликова // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» (ISJAEE). 2011. № 6. С. 10 14.
23. Спивак, Л.В. Декомпозиция сплавов системы Pd-H при нагреве / Л.В. Спивак // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» (ISJAEE). 2008. № 4. С. 99–105.
24. Спивак, Л.В. Калориметрические эффекты при нагреве сплавов системы Pd-H" / Л.В. Спивак // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» (ISJAEE). 2010. № 7. С. 103 110.
25. Stern, A. Thermal desorption spectra of PdHx system (0<x<0,9) in different samples: a powder, a foil, a wire / A. Stern, A. Resnik, D. Shaltiel // Elec. Str. and Prop. Hydrogen Alloys. Prec. NATO Int. Symp. Richmond 25, 4 6 March. 1982. P. 55 60.
26. Harada, S. EMF Measurements on Hydrogenated Palladium Alloys and Their Thermodynamic Properties / S. Harada, S. Tamaki // J. Phys. Soc. Jpn. 1985. Vol. 54. Р. 1642 1647.
27. Ревкевич, Г.П. Стабилизация -фазы в системе палладий-водород / Г.П. Ревкевич, С.В. Свешников, А.А. Кацнельсон // Известия вузов. Физика. 1985. № 5. С. 102 104.
28. Yoshinari, O. Low-frequency internal friction study of Pd-H alloys / O. Yoshinari, M. Koiwa // J. Phys. F: Met. Phys. 1987. Vol. 17. Р. 59 74.
29. Спивак, Л.В. Синергические эффекты деформационного отклика в термодинамически открытых системах металл-водород / Л.В. Спивак // УФН. 2008. Т. 178. № 9. С. 897 922.
30. Berlouis, L.E.A. The decomposition of electrochemically loaded palladium hydride: a thermal analysis study / L.E.A. Berlouis [et al.] // Journal of alloys and compounds. 1997. Vol. 253 254. P. 207 209.
31. Гольцов, В.А. Гидридные превращения и фазовый наклеп / В.А. Гольцов, Ю.А. Артеменко // ФММ. 1991. № 2. С. 181 188.
32. Harada, S. Change of bonding energies in hydrogenated Pd, Ni and FeCC Fe-Ni alloys / S. Harada // Journal of Physics F: Metal Physics. 1983. Vol. 13 (3). P. 607 617.
33. Kufudakis, A. Reversible and irreversible diffusion –elastic deformation effects resulting from absorption and desorption of hydrogen by palladium / A. Kufudakis, J. Cermac // Surface Technol. 1982. Vol. 18. № 1. P. 57 66.
34. Andreasen, G. Hydrogen-induced deformations of metals followed by in situ scanning tunneling microscopy. palladium electrolytic hydrogen charging and discharging in alkaline solution / G. Andreasen [et al.] // Langmuir. 1999. Vol. 15 (1). P. 1–5.
35. Водород в металлах / Под ред. Г. Алефельда, И. Фелькля. М.: Мир. 1981. Т. 2. 430 с.
36. Zuchner, H. Improvement of electrical method for studying the diffusion and solubility of hydrogen in metals / H. Zuchner, H.G. Schoneich // J. Less-Common Metals. 1984. Vol. 101. P. 363 372.
37. Stepura, E. Investigation of high temperature self-propagating combustion synthesis of titanium hydride / E. Stepura, V. Rosenband, A. Gany // Third European Combustion Meeting; ECM 2007. China. Crete. Grece. P. 1 6.
38. Martin, M. Absorption and desorption kinetics of hydrogen storage alloys / M. Martin [et al.] // Journal of Alloys and Compounds. 1996. V ol. 238. Р . 193 201.
39. Stern, A. Thermal desorption spectra of the PdHx system in a powder form / A. Stern, A. Resnik, D. Shaltiel // Journal of Physics F: Metal Physics. 1984. Vol. 14(7). P. 1625 1641.
40. Flanagan, T.B. Thermodynamics of H in disordered Pd-Ag alloys from calorimetric and equilibrium pressure-composition-temperature measurements / T.B. Flanagan, Da Wang, S. Luo // Journal of Physical Chemistry B. 2007. Vol. 111 (36). Р. 10723 10735.
Для цитирования:
Спивак Л.В., Щепина Н.Е., Дышлюк М.А. ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ТЕРМИЧЕСКОЙ ДЕКОМПОЗИЦИИ ДИГИДРИДОВ ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ В СРЕДЕ С НИЗКИМ ПАРЦИАЛЬНЫМ ДАВЛЕНИЕМ ВОДОРОДА. Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). 2017;(1-3):46-60. https://doi.org/10.15518/isjaee.2017.01-03.046-060
For citation:
Spivak L.V., Shchepina N.E., Dуshluyk M.A. GENERAL PATTERNS OF THERMAL DECOMPOSITION OF TRANSITION METALS DIHYDRIDES IN MEDIUM WITH THE LOW PARTIAL HYDROGEN PRESSURE. Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). 2017;(1-3):46-60. (In Russ.) https://doi.org/10.15518/isjaee.2017.01-03.046-060
Просмотров: 125
Послать статью по эл. почте 