Особенности движения водорода в интерметаллических соединениях со структурами типа MgCu2 и Ti2Ni

• Автор: Бузлуков, Антон Леонидович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 157 с. : ил.

Глава 1 Водород в металлах и интерметаллических соединениях

1.1 Влияние водорода на свойства металла

1.2 Диффузия водорода в металлах

1.3 Водород в интерметаллических соединениях со

структурой MgCu2

1.4 Водород в интерметаллических соединениях со

структурой Ti2Ni

1.5 Задачи работы

Глава 2 Экспериментальные методы

2.1 Возможности ЯМР при исследовании свойств систем

металл - водород

2.1.1 Скорость спин-решеточной релаксации
2.1.2 ЯМР-исследование электронных свойств
2.1.3 Исследование атомного движения с помощью ЯМР
2.2 Методика проведения ЯМР-экспериментов
2.2.1 Приготовление образцов
2.2.2 Спектрометр ЯМР
2.2.3 Измерение времен спин-решеточной релаксации
Глава 3 Водород в интерметаллическом соединении TaV2:
данные ЯМР
3.1 Экспериментальные результаты
3.1.1 Скорость спин-решеточной релаксации ядер 'Н
3.1.2 Скорость спин-решеточной релаксации ядер 51V
3.2 Обсуждение результатов
3.2.1 Высокотемпературная область
3.2.2 Локальное движение водорода
3.3 Выводы
Глава 4 Водород в соединении NbCVi.^Cr^ со структурой С15:
результаты экспериментов по дифракции
нейтронов и ЯМР

4.1 Экспериментальные результаты и их обсуждение
4.1.1 Дифракция нейтронов
4.1.2 Скорость спин-решеточной релаксации протонов
4.1.3 Скорость спин-решеточной релаксации ядер 2Э
4.1.4 Скорость спин-решеточной релаксации ядер 5|У
4.2 Выводы
Глава 5 Водород в интерметаллических соединениях
со структурой типа "Пг!4!!
5.1 Скорость спин-решеточной релаксации ядер !Н
5.1.1 Образцы с содержанием водорода х ~ 0.6 - 0.7 атомов Н
на формульную единицу
5.1.2 Образцы с содержанием водорода х > 0.7 атомов Н
на формульную единицу
5.1.3 Обсуждение результатов
5.2 Результаты измерений магнитной восприимчивости
5.3 Выводы
Заключение
Литература

Начиная с момента открытия Томасом Грэмом (1866 год) способности металлического палладия поглощать большие количества водорода, системы металл -водород привлекают все более пристальное внимание ученых и специалистов различных дисциплин, таких как физика, химия, металлургия и технические науки. Интерес к м сталл о гид р и дн ьш системам носит весьма многоплановый характер и охватывает широкий крут вопросов от чисто научных до сугубо прикладных проблем. Предельная простота электронных свойств и малая масса атомов водорода, позволяющие проводить анализ происходящих процессов на микроуровне, делают системы металл - водород уникальными модельными объектами для изучения многих физических явлений в твердых телах. С одной стороны, водород можно рассматривать в качестве легирующего элемента, внедрение которого позволяет плавно и (во многих случаях) обратимо изменять электронные и механические свойства металла-растворителя. С другой стороны, атомы водорода образуют в металлической матрице собственную подсистему, которая характеризуется (даже в области высоких температур) ярко выраженными квантовыми свойствами. Это, по-видимому, связано с тем, что масса атомов Н мала; в результате, энергии их нулевых колебании чрезвычайно велики и составляют по порядку величины 0.1 эВ (т.е. ~ 1000 К в единицах температуры). Таким образом, дискретность колебательного спектра водорода необходимо учитывать даже при температурах выше комнатной. Сильные взаимодействия между атомами водорода (которые имеют далыюдействующий характер и могут быть описаны в терминах полей деформации) обусловливают большое разнообразие фазовых переходов в водородной подсистеме [1], что, в свою очередь, открывает широкие возможности для изучения переходов типа газ — жидкость, порядок - беспорядок и т. д. Кроме того, водород в металлах обладает исключительно высокой диффузионной подвижностью, на много порядков превосходящей подвижность других атомов внедрения в твердых телах (таких как С, N или О) и сравнимой с подвижностью в жидкостях. При этом движение атомов Н в металлах и сплавах характеризуется в большинстве случаев эффектами квантовой природы. Металлогидридные системы являются также уникальными объектами для изучения различных изотопических эффектов, что связано с большой разницей масс изотопов водорода (Н, Б, Т). С точки зрения технических приложений значение гидридов

Рис. 2.3 Блок-схема установки для гидрирования. 1 - форвакуумний насос, 2 - диффузионный паромасляный насос, 3 - калиброванный объем, 4 -манометр, 5 — контейнеры с гидридом или дейтеридом титана, 6 - вентили, 7 -реактор с образцом, 8 - съемная печь, 9 - термопара.