Морфология продуктов гидридных превращений в районе купола двухфазной области системы Pd – H

  • Григорий Иванович Жиров Белорусский национальный технический университет, пр. Независимости, 65, 220013, г. Минск
DOI: https://doi.org/10.33581/2520-2243-2023-1-34–42

Аннотация

Изложены результаты систематического исследования развития гидридных фазовых превращений в районе купола двухфазной области термодинамически открытой системы Pd – H. Инициация прямого гидридного фазового превращения произведена путем повышения давления водорода. Обсуждены морфологические особенности протекания прямых гидридных фазовых превращений. Показано, что фазово-структурная и морфологическая специфика развития гидридных превращений α → β определяется характерными особенностями возникающих водородных напряжений: при инициации путем повышения давления водорода на начальных этапах главную роль играют водородные концентрационные напряжения. Результаты экспериментов свидетельствуют, что по мере приближения температуры гидридного превращения α → β к точке Ткр и увеличения скорости подачи водорода вклад механизма зарождения и роста новой фазы в превращение постепенно уменьшается и исчезает, а вклад механизма роста выделений β-фазы от острых краев выделившихся зерен увеличивается. Рассмотрено влияние водородных концентрационных и водородных фазовых напряжений на морфологию продуктов фазового превращения. Анализ результатов проведен исходя из представлений о диффузионно-кооперативной природе гидридных фазовых превращений.       

Биография автора

Григорий Иванович Жиров, Белорусский национальный технический университет, пр. Независимости, 65, 220013, г. Минск

кандидат физико-математических наук; доцент кафедры технической физики факультета информационных технологий и робототехники

Литература

  1. Fedotov AK. Fizicheskoe materialovedenie. Chast’ 2. Fazovye prevrashcheniya v metallakh i splavakh [Physical materials science. Part 2. Phase transformations in metals and alloys]. Minsk: Vyshjejshaja shkola; 2012. 446 p. Russian.
  2. Popov AA, Zhilyakova MA, Zorina MA. Fazovye i strukturnye prevrashcheniya v metallicheskikh splavakh [Phase and structural transformations in metal alloys]. Ekaterinburg: Izdatel’stvo Ural’skogo universiteta; 2018. 316 p. Russian.
  3. Razumov IK, Gornostyrev YuN, Katsnel’son MI. [On the theory of phase transformations in iron and steel based on first-principles approaches]. Fizika metallov i metallovedenie. 2017;118(4):380–408. Russian.
  4. Spivak LV, Shchepina NE. [Calorimetric effects in structural-phase transformations in metals and alloys]. Fizika metallov i metallovedenie. 2020;121(10):1059–1087. Russian.
  5. Ngene P, Longo A, Mooij L, Bras W, Dam B. Metal-hydrogen systems with an exceptionally large and tunable thermodynamic destabilization. Nature Communications. 2017;8:1846. DOI: 10.1038/s41467-017-02043-9.
  6. Goltsov VA, editor. Progress in hydrogen treatment of materials. Donetsk: Kassiopeya; 2001. 543 p.
  7. Karpenko GV, Kripyakevich RI. Vliyanie vodoroda na svoistva stali [Effect of hydrogen on steel properties]. Moscow: Metallurgizdat; 1962. 197 p. Russian.
  8. Sklyuev PV. Vodorod i flokeny v krupnykh pokovkakh [Hydrogen and flocks in large forgings]. Moscow: Mashgiz; 1963. 188 p. Russian.
  9. Zhirov GI, Goltsova MV. [Grain shift in palladium and PdHx alloys under hydrogen impact]. Fizika metallov i metallovedenie. 2002;94(3):66–71. Russian.
  10. Goltsova MV. [Video recording of inverse hydride transformations in the Pd – H system]. In: Naukovi praci Donec’kogo nacional’nogo tehnichnogo universytetu. Serija: Metalurgija. Vypusk 40, tom 2 [Scientific works of the Donetsk National Technical University. Series: Metallurgy. Issue 40, volume 2]. Donetsk: Donetsk National Technical University; 2002. p. 99–104. Ukrainian.
  11. Wicke E, Brodowsky H. Hydrogen in palladium and palladium alloys. In: Alefeld G, Völkl J, editors. Hydrogen in metals II. Application-oriented properties. Berlin: Springer-Verlag; 1978. p. 73–156 (Topics in applied physics; volume 29). Russian edition: Wicke E, Brodowsky H. Vodorod v palladii i splavakh palladiya. In: Alefeld G, Völkl J, editors. Vodorod v metallakh. Tom 2. Prikladnye aspekty. Moscow: Mir; 1981. p. 91–189 (Problemy prikladnoi fiziki).
  12. Kovalenko AD. Osnovy termouprugosti [Fundamentals of thermoelasticity]. Kyiv: Naukova dumka; 1970. 307 p. Russian.
  13. Timoshenko SP, Goodier JN. Theory of elasticity. 3rd edition. New York: McGraw-Hill Book Company; 1970. 608 p. Russian edition: Timoshenko SP, Goodier J. Teoriya uprugosti. Reitman MI, translator; Shapiro GS, editor. 2nd edition. Moscow: Nauka; 1979. 560 p.
  14. Favier F, Walter EC, Zach MP, Benter T, Penner RM. Hydrogen sensors and switches from electrodeposited palladium mesowire arrays. Science. 2001;293(5538):2227−2231. DOI: 10.1126/science.10631.
  15. Novikov II. Teoriya termicheskoi obrabotki metallov [Theory of heat treatment of metals]. 4th edition. Moscow: Metallurgiya; 1986. 480 p. Russian.
  16. Fromm E, Gebhardt E, Herausgeber. Gase und Kohlenstoff in Metallen. Berlin: Springer-Verlag; 1976. XX, 748 S. (Reine und angewandte Metallkunde in Einzeldarstellungen; Band 26). Russian edition: Fromm E, Gebkhardt E. Gazy i uglerod v metallakh. Burtsev VT, translator; Linchevskii BV, editor. Moscow: Metallurgiya; 1980. 711 p.
  17. Alefeld G, Völkl J, editors. Hydrogen in metals I. Basic properties. Berlin: Springer-Verlag; 1978. XVI, 428 p. (Topics in applied physics; volume 28). Russian edition: Alefeld G, Völkl J, editors. Vodorod v metallakh. Tom 1. Osnovnye svoistva. Moscow: Mir; 1981. 476 p. (Problemy prikladnoi fiziki).
  18. Alefeld G, Völkl J, editors. Hydrogen in metals II. Application-oriented properties. Berlin: Springer-Verlag; 1978. XXII, 390 p. (Topics in applied physics; volume 29). Russian edition: Alefeld G, Völkl J, editors. Vodorod v metallakh. Tom 2. Prikladnye aspekty. Moscow: Mir; 1981. 431 p. (Problemy prikladnoi fiziki).
  19. Goltsova MV, Artemenko YuA, Zhirov GI. Hydride transformations: nature, kinetics, morphology. Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). 2014;1:70–84. Russian.
  20. Zhirov GI. Hydrogen phase naklep of palladium in result of reverse hydride β → α phase transformation. Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). 2014;1:85–96. Russian.
Опубликован
2023-01-31
Ключевые слова: гидридное фазовое превращение, система Pd – H, гидрид палладия, морфология продуктов превращения, водородная обработка, водородные концентрационные напряжения, водородные фазовые напряжения
Как цитировать
Жиров, Г. И. (2023). Морфология продуктов гидридных превращений в районе купола двухфазной области системы Pd – H. Журнал Белорусского государственного университета. Физика, 1, 34–42. https://doi.org/10.33581/2520-2243-2023-1-34–42
Выпуск
№ 1 (2023): Журнал Белорусского государственного университета. Физика
Раздел
Физика конденсированного состояния

Copyright (c) 2023 Журнал Белорусского государственного университета. Физика

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).