Воднесорбційні властивості стопу Ti$_{15,5}$Zr$_{30}$Mn$_{38}$V$_{5,5}$Cr$_{5,5}$Co$_{5,5}$ на основі Лавесової фази (тип $C$14)

В. А. Дехтяренко

Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна

Отримано: 19.05.2023; остаточний варіант - 26.07.2023. Завантажити: PDF

Методами рентґенівської фазової аналізи та сканувальної електронної мікроскопії досліджено мікроструктуру та фазовий склад литого стопу Ti$_{15,5}$Zr$_{30}$Mn$_{38}$V$_{5,5}$Cr$_{5,5}$Co$_{5,5}$, а також фазовий склад продуктів гідрування та дегідрування. Встановлено, що завдяки частковій заміні Манґану на Кобальт не вдалося розширити область існування Лавесової фази типу $C$14, оскільки у фазовому складі досліджуваного стопу утворилася друга фаза — інтерметалід на основі сполуки Zr$_{2}$Co. Визначено, що зміна фазового складу стопу істотно не впливає на кінетику процесів поглинання та виділення Гідроґену у першому циклі сорбція–десорбція. Встановлено, що утворений інтерметалід на основі сполуки Zr$_{2}$Co активно взаємодіє з Гідроґеном за кімнатної температури та тиску Гідроґену у 0,23 МПа. Показано, що процес виділення Гідроґену розпочинається з початком нагріву; за температури у 430°C досягається реверсивна місткість на рівні 95%.

Ключові слова: Лавесова фаза типу $C$14, інтерметалід Zr$_{2}$Co, гідрування, дегідрування, воднева місткість.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v45/i06/0743.html

PACS: 61.05.cp, 61.66.Dk, 61.68.+n, 68.37.Hk, 68.43.Mn, 68.43.Nr, 82.80.Pv


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. K. T. Moller, T. R. Jensen, E. Akiba, and H. W. Li, Prog. Nat. Sci.: Mater. Int., 27, Iss. 1: 34 (2017). Crossref
  2. J. B. von Colbe, J.-R. Ares, J. Barale, M. Baricco, C. Buckley, G. Capurso, N. Gallandat, D. M. Grant, M. N. Guzik, I. Jacob, E. H. Jensen, T. Jensen, J. Jepsen, T. Klassen, M. V. Lototskyy, K. Manickam, A. Montone, J. Puszkiel, S. Sartori, D. A. Sheppard, and M. Dornheim, Int. J. Hydrogen Energy, 44, Iss. 15: 7780 (2019). Crossref
  3. M. Hirscher, V. A. Yartys, M. Baricco, J. B. von Colbe, D. Blanchard, R. C. Bowman Jr., D. P. Broom, C. E. Buckley, F. Chang, P. Chen, Y. W. Cho, J.-C. Crivello, F. Cuevas, W. I. F. David, P. E. de Jongh, R. V. Denys, M. Dornheim, M. Felderhoff, Y. Filinchuk, G. E. Froudakis, and C. Zlotea, J. Alloys Comp., 827: 153548 (2020). Crossref
  4. B. P. Tarasov, P. V. Fursikov, A. A. Volodin, M. S. Bocharnikov, Y. Ya. Shimkus, A. M. Kashin, V. A. Yartys, S. Chidziva, S. Pasupathi, and M. V. Lototskyy, Int. J. Hydrogen Energy, 46, Iss. 25: 13647 (2021). Crossref
  5. V. A. Dekhtyarenko, D. G. Savvakin, V. I. Bondarchuk, V. M. Shyvanyuk, T. V. Pryadko and O. O. Stasiuk, Prog. Phys. Met., 22, Iss. 3: 307 (2021). Crossref
  6. P. Zhou, Z. Cao, X. Xiao, L. Zhan, J. He, Y. Zhao, L. Wang, M. Yan, Z. Li, and L. Chen, Mater. Today Energy, 33: 101258 (2023). Crossref
  7. L. Pickering, M. V. Lototskyy, M. W. Davids, C. Sita, and V. Linkov, Mater. Today: Proc., 5: 10470 (2018). Crossref
  8. I. D. Wijayanti, R. Denys, A. A. Volodin, M. V. Lototskyy, M. N. Guzik, J. Nei, K. Young, H. J. Roven, and V. Yartys, J. Alloys Comp., 828: 154354 (2020). Crossref
  9. B. P. Tarasov, M. V. Lototskyy, and V. A. Yartys, J. Rus. Chem., L: 34 (2006) (in Russian).
  10. S. Samboshi, N. Masahashi, and S. Hanada, J. Alloys Comp., 352: 210 (2003). Crossref
  11. S. Samboshi, N. Masahashi, and S. Hanada, Acta Mater., 49: 927 (2001). Crossref
  12. H. Oesterreicher and H. Bittner, Mat. Res. Bull., 13: 83 (1978). Crossref
  13. X. Yu, B. Xia, Z. Wu, and N. Xu, Mater. Sci. Eng. A, 373: 303 (2004). Crossref
  14. A. Walnsch, M. J. Kriegel, O. Fabrichnaya, and A. Leineweber, J. Phase Equilib. Diffus., 41: 457 (2020). Crossref
  15. S. V. Mitrokhin, T. N. Smirnova, V. A. Somenkov, V. P. Glazkov, and V. N. Verbetsky, J. Alloys Comp., 356–357: 80 (2003).
  16. T. Huang, Z. Wu, G. Sun, and N. Xu, Intermetallics, 15: 593 (2007). Crossref
  17. E. A. Anikina and V. N. Verbetsky, Int. J. Hydrogen Energy, 36, Iss. 1: 1344 (2011). Crossref
  18. N. Bouaziz, M. Bouzid, and A. B. Lamine, Int. J. Hydrogen Energy, 43, Iss. 3: 1615 (2018). Crossref
  19. J. G. Park, H. Y. Jang, S. C. Han, P. S. Lee, and J. Y. Lee, Mat. Sci. Eng. A, 329–331: 351 (2002). Crossref
  20. V. G. Ivanchenko, V. A. Dekhtyarenko, and T. V. Pryadko, Powder Metall. Met. Ceram., 52: 340 (2013). Crossref
  21. S. V. Mitrokhin, T. N. Bezuglaya, and V. N. Verbetsky, J. Alloys Comp., 330–332: 146 (2002). Crossref
  22. V. A. Dekhtyarenko, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 37, No. 5: 683 (2015) (in Russian).
  23. X. B. Yu, J. Z. Chen, Z. Wu, B. J. Xia, and N. X. Xu, Int. J. Hydrogen Energy, 29, Iss. 13: 1377 (2004). Crossref
  24. K. Young, D. F. Wong, and L. Wang, J. Alloys Comp., 622: 885 (2015). Crossref
  25. T. V. Pryadko and V. A. Dekhtyarenko, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 40, No. 5: 649 (2018) (in Russian).
  26. V. A. Dekhtyarenko, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 41, No. 10: 1283 (2019).
  27. A. Narvaez, US DOE Annual Merit Review Meeting (June 18, 2014).
  28. M. V. Lototskyy, I. Tolj, L. Pickering, C. Sita, F. Barbir, and V. Yartys, Prog. Nat. Sci.: Mater. Int., 27, Iss. 1: 3 (2017). Crossref
  29. M. V. Lototskyy, I. Tolj, Y. Klochko, M. W. Davids, D. Swanepoel, and V. Linkov, Int. J. Hydrogen Energy, 45, Iss. 14: 7958 (2020). Crossref
  30. H. Smithson, C. A. Marianetti, D. Morgan, A. Van der Ven, A. Predith, and G. Ceder, Phys. Rev. B, 66: 144107 (2002). Crossref
  31. M. Hara, K. Yudou, E. Kinoshita, K. Okazaki, K. Ichinose, K. Watanabe, and M. Matsuyama, Int. J. Hydrogen Energy, 36, Iss. 19: 12333 (2011). Crossref
  32. V. A. Dekhtyarenko, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 43, No. 8: 1053 (2021).
  33. G. F. Kobzenko and A. A. Shkola, Materials Diagnostics, 56: 41 (1990) (in Russian).
  34. T. V. Pryadko, V. A. Dekhtyarenko, V. I. Bondarchuk, M. A. Vasilyev, and S. M. Voloshko, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 42, No. 10: 1419 (2020).
  35. J. Bodega, J. F. Fernández, F. Leardini, J. R. Ares, and C. Sánchez, J. Phys. Chem. Solids, 72, Iss. 11: 1334 (2011). Crossref
  36. J. R. Johnson, J. Less Common Met., 73: 345 (1980). Crossref
  37. N. N. Greenwood and A. Earnshaw, Chemistry of the Elements (Oxford: Butterworth Heinemann: 1997).
  38. D. Shaltiel, I. Jacob, and D. Davidov, J. Less Common Met., 53: 117 (1977). Crossref
  39. S. Hong and C. L. Fu, Phys. Rev. B, 66: 094109 (2002). Crossref
  40. T. A. Zotov, V. N. Verbetskii, T. Ya. Safonova, A. V. Garshev, and O. A. Petriiz, Rus. J. Electrochem., 43, No. 3: 355 (2007). Crossref
  41. V. A. Dekhtyarenko, T. V. Pryadko, D. G. Savvakin, V. I. Bondarchuk, and G. S. Mogylnyy, Int. J. Hydrogen Energy, 46, Iss. 11: 8040 (2021). Crossref
  42. S. V. Mitrokhin, J. Alloys Comp., 404–406: 384 (2005). Crossref