Теоретичні дослідження сорбційної здатності сплавів типу АВ₅ та їх практичне застосування в системах збереження водню.

Області застосування

Знання граничної розчинності одного елемента в іншому дозволяє визначити інтервал концентрації, при якій даний елемент розчиняється у сплаві без порушення однорідності твердого розчину. При введенні домішок в сплав в значній мірі змінюються його механічні, електричні, магнітні та інші властивості. Багатокомпонентні тверді розчини на основі чистих металів або бінарних сплавів мають велике практичне значення і є головними структурними складовими майже всіх використовуваних на практиці сплавів.

Короткий опис

Враховуючи той факт, що чисті хімічні елементи і досконалі структури є ідеальним і майже недосяжним випадком синтезу тих чи інших речовин, можна зробити висновки про важливість і актуальність досліджень, пов'язаних з вивченням впливу на властивості та структуру речовин присутності в їхньому об’ємі різних домішок.
Особливе значення надається вивченню взаємодії речовини з домішками, складовими оточуючого нас газового середовища (тобто атмосфери). До них належать кисень та азот, а також вуглець і водень, присутні у вигляді діоксиду вуглецю та водяної пари. Взаємодія цих елементів з речовинами призводить до утворення твердих розчинів цих елементів в речовинах, а потім до утворення оксидів, нітридів, карбідів і гідридів, а також їх сумішей (тобто оксикарбідів, карбонітридів і т.д.).
Взаємодіючи з речовинами ці елементи можуть значно впливати на їх хімічні та фізичні властивості. Знання характеру впливу і передбачення зміни властивостей тої чи іншої речовини або матеріалу відіграє важливу роль у підборі та використанні того чи іншого матеріалу.
Дифундуючи в кристалічній гратці металів і сплавів ці елементи впроваджуються в міжвузловини, утворюючи при певних концентраціях в об’ємі металу свою підгратку, являючись при цьому домішками проникнення. Однією з домішок проникнення, на якій концентрується увага досліджень цієї роботи, є водень. Важливість дослідження сполук водню та його поведінки в різних фізико-хімічних процесах визначається широким використанням його в практиці.

Очікувані властивості

Було розглянуто розчинність водню в якості домішки проникнення в сплавах АВ з ГПУ гратами В81,В19,В31 з урахуванням розподілу атомів домішки в тетра і октаедричних міжвузлях, а також у сплавах АВ₃ з ГЦК структурою L12 при розподілі впроваджених атомів в тетра, октаедричних і тріангулярних межвузловинах Буде створена теорія розчинності водню в сплавах АВ₂типу з урахуванням можливого розміщення атомів водню в різного типу позиціях.

Переваги

Метою проекту є створення теорії розчинності водню в АВ системах з урахуванням можливого розміщення атомів водню в різного типу позиціях.
Методи дослідження – Молекулярно-кінетична теорія досліджує властивості сплавів, розглядаючи взаємодію і переміщення атомів у сплавах без урахування поведінки в них електронів. У цій теорії дослідження проводяться за допомогою методів, що використовуються в статистичній фізиці, із застосуванням термодинамічних функцій та певної спрощеної моделі сплаву. Молекулярно-кінетична теорія дозволяє з'ясувати основні характерні риси таких явищ у сплавах, як атомне впорядкування, атомна дифузія, розчинність атомів у сплавах, розпад сплавів, пластична деформація металів, теплоємність сплавів і т.п..

Конкуренти

Немає

Стан розробки

На другому етапі було розглянуто розчинність водню в якості домішки проникнення в сплавах АВ з ГПУ гратами В81,В19,В31 з урахуванням розподілу атомів домішки в тетра і октаедричних міжвузлях, а також у сплавах АВ₃ з ГЦК структурою L12 при розподілі впроваджених атомів в тетра, октаедричних і тріангулярних міжвузловинах. Розраховані: вільна енергія сплаву; рівноважний розподіл проникнених атомів; досліджено енергетичні стани кристалів; розчинність домішки проникнень; проведені порівняння результатів розрахунків з експериментальними даними.

Інтелектуальна власність

Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича

Контактна інформація

Виконавець: Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича

Проект №20 «Теоретичні дослідження сорбційної здатності сплавів типу АВ₅ та їх практичне застосування в системах збереження водню»

Контактна особа:

д-р фіз.-мат. наук Загінайченко С. Ю

Е-mail: shurzag@ipms.kiev.ua

---