Реакції осадження в нікель—водневої системи: першопринципні дослідження

С. М. Теус

Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03680, МСП, Київ-142, Україна

Отримано: 23.03.2016. Завантажити: PDF

Тип реакцій виділення в системі нікель—водень досліджено за допомогою розрахунків із перших принципів. Розраховано концентраційну залежність ентальпії розчинення, а також показано, що її друга похідна є від’ємною в діяпазоні відношень водень—метал, H/Ni, від 0,03 до 0,75. Це означає, що має місце спинодальний розпад твердого розчину із формуванням збагаченої та збідненої воднем фаз. Одержані значення концентрацій водню в цих спряжених фазах узгоджуються з експериментальними даними. Вплив концентрації водню на електронну структуру, а також кореляція з термодинамічною стабільністю фаз підтверджують, що спинодальний розпад у системі нікель—водень має електронну природу. Одержані результати знаходяться у протиріччі з широко розповсюдженою концепцією гідриду ніклю.

Ключові слова: спинодальний розпад, система нікель—водень, гідрид, розрахунки із перших принципів.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v38/i06/0737.html

PACS: 61.50.Lt, 61.72.Dd, 64.75.Nx, 71.15.Mb, 71.15.Nc, 81.30.Mh, 82.60.Lf


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. B. Baranowski, Z. Szklarska-Smialowska, and M. Smialowski, Bull. Acad. Pol. Sci., 6: 179 (1958).
  2. B. Baranowski, Bull. Acad. Pol. Sci., 7: 907 (1959).
  3. B. Baranowski, Bull. Acad. Pol. Sci., 7: 891 (1959).
  4. A. Janko, Bull. Acad. Pol. Sci., 8: 131 (1960).
  5. St. Rashkov, M. Monev, and I. Tomov, Surf. Technol., 16: 203 (1982). Crossref
  6. I. Tomov, M. Monev, M. Mikhailov, and S. Rashkov, J. Appl. Electrochem., 22: 82 (1992). Crossref
  7. B. Baranowski and Z. Szklarska-Smialowska, Electrochimica Acta, 9: 1497 (1964). Crossref
  8. B. Baranowski, Bull. Akad. Pol. Sci., 7: 897 (1959).
  9. A. Janko and P. Michel, Compt. Rend., 251: 1001 (1960).
  10. H. Jarmolowicz and M. Smialowski, J. Catalysis, 1: 165 (1962). Crossref
  11. H. J. Bauer and E. Schmidbauer, Z. Phys., 164: 367 (1961). Crossref
  12. V. E. Antonov, J. Alloys Compd., 330–332: 110 (2002). Crossref
  13. Y. Fukai, S. Yamatomo, S. Harada, and M. Kanazawa, J. Alloys. Compd., 372: L4 (2004). Crossref
  14. A. Janko, Naturwissenschaften, 47: 225 (1960). Crossref
  15. B. Baranowski and S. M. Filipek, J. Alloys. Compd., 404–406: 2 (2005). Crossref
  16. A. Bourret, A. Lasalmonie, and S. Naka, Scr. Metal., 20: 861 (1986). Crossref
  17. P. Olsson, I. A. Abrikosov, and J. Wallenius, Phys. Rev. B, 73: 104416 (2006). Crossref
  18. P. Hohenberg and W. Kohn, Phys. Rev., 136: B864 (1964). Crossref
  19. W. Kohn and L. J. Sham, Phys. Rev., 140: A1133 (1965). Crossref
  20. P. Blaha, K. Schwarz, G. K. H. Madsen, D. Kvasnicka, and J. Luitz, WIEN2k, An Augmented Plane Wave + Local Orbitals Program for Calculating Crystal Properties (Austria: Techn. Universität Wien: 2001).
  21. J. P. Perdew, S. Burke, and M. Ernzernhoff, Phys. Rev. Lett., 77: 3865 (1996). Crossref
  22. H. J. Monkhorst and J. D. Pack, Phys. Rev. B, 13: 5188 (1976). Crossref
  23. F. D. Murnaghan, Proc. Natl. Acad. Sci., 30: 244 (1944). Crossref
  24. K. P. Huber and G. Hertzberg, Molecular Spectra and Molecular Structure IV: Constants of Diatomic Molecules (New York: Van Norstrand Reinhold: 1979). Crossref
  25. K. Parlinski, Software Phonon (Cracow: 2010).
  26. K. Parlinski, Z. Q. Li, and Y. Kawazoe, Phys. Rev. Lett., 78: 4063 (1997). Crossref
  27. K. Kunc and R. M. Martin, Phys. Rev. Lett., 48: 406 (1982). Crossref
  28. M. T. Yin and M. L. Cohen, Phys. Rev. B, 26: 3259 (1982). Crossref
  29. E. O. Wollan, J. W. Cable, and W. C. Koehler, J. Phys. Chem. Solids, 24: 1141 (1963). Crossref
  30. J. W. Cable, E. O. Wollan, and W. C. Koehler, J. Phys., 25: 460 (1964). Crossref
  31. C. Papastaikoudis, B. Lengeler, and W. Jager, J. Phys. F: Met. Phys., 13: 2257 (1983). Crossref
  32. W. R. Robertson, Z. Metallkd., 64: 436 (1973).
  33. K. Yamakawa and F. E. Fujita, Jpn. J. Appl. Phys., 16: 1747 (1977). Crossref
  34. K. Zeng, T. Klassen, W. Oelerich, and R. Bormann, J. Alloys. Compd,. 283: 151 (1999). Crossref
  35. R. D. Doherty, Physical Metallurgy (Amsterdam: Elsevier Science BV: 1996), p. 1365.
  36. R. Juskenas, A. Selskis, and V. Kadziauskiene, Electrochim. Acta, 43: 1903 (1998). Crossref
  37. D. N. Movchan, S. M. Teus, G. S. Mogilny, and V. G. Gavriljuk, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 35, No. 6: 821 (2013).
  38. C. San Marchi, B. P. Somerday, and S. L. Robinson, Int. J. Hydrogen Energy, 32: 100 (2007). Crossref
  39. B. Alling, A. Karimi, and I. A. Abrikosov, Surf. Coat. Technol., 203: 883 (2008). Crossref
  40. H. Jones, J. Phys. Radium, 23: 637 (1962). Crossref
  41. H. Jones, Proc. R. Soc. Lond. A, 144: 225 (1934). Crossref
  42. P. A. Korzhavyi, E. A. Smirnova, I. E. Eibel`man, I. A. Abrikosova, A. V. Ruban, and Yu. Kh. Vekilov, Phys. Solid. State, 39: 515 (1997). Crossref
  43. E. A. Smirnova, P. A. Korzhavyi, Yu. Kh. Vekilov, B. Johansson, and I. A. Abrikosov, Phys. Rev. B, 64: 020101(R) (2001). Crossref