Кінетика індуційованих воднем фазових перетворень в інтерметалічних матеріалах типу TbFe2 - Автореферат

Розвиток науково-технічного прогресу залежить від пошуку й дослідження матеріалів із заданими фізичними властивостями, а також від створення й розвитку технологій одержання таких матеріалів. Якщо інтерметалід TBFE2 помістити в атмосферу водню тиском 105Па й нагрівати від кімнатної температури, то він спочатку поглинає водень. Якщо при температурі 750-800°С видалити атмосферу водню, що оточує матеріал, то починається зворотний процес. Ця назва походить від перших букв англійських слів hydrogen (гідрування), decrepitation (руйнування), decomposition (розпад), recombination (відновлення). Розробити методику для безперервного спостереження кінетики індуційованого воднем фазового розпаду інтерметалідів RFE2 і виготовити установку для реалізації цієї методики.У першому розділі дана докладна характеристика HDDR процесу й розібрані його складові - фазові перетворення, що відбуваються у твердому тілі. Вона дозволяє проводити експерименти в умовах глибокого вакууму й робити водневу обробку інтерметалідів воднем, який очистили дифузією, а також реєструвати появу та ріст феромагнітної фази в матеріалі і фазові магнітні переходи. Для збереження фазового складу продуктів водневої обробки спочатку знижували температуру до 450ЄС, після чого видаляли водень. У реакційну камеру подано водень (В на кривій), зразок починає поглинати його, що приводить до зниження магнітної проникності зразка (ВС). При охолодженні продуктів водневої обробки незавершеного перетворення в датчику установки спостерігався стрибок ЕРС, а на дифрактограмах продуктів розпаду були присутні дифракційні максимуми, що відповідають фазам: RH2, a-Fe й RFE2Hx.Встановлено, що кінетика індуційованого воднем фазового розпаду інтерметалідів RFE2 відбувається в два етапи. Швидкість процесу зростає при збільшенні концентрації (тиску) водню і питомої поверхні розподілу твердої й газової фаз. Кінетика індуційованого воднем фазового розпаду змішаних TBNDYMFE2(m n) визначається металом, що має меншу спорідненість до водню. Механізм індуційованого воднем фазового розпаду інтерметалідів RFE2 полягає в зародженні й рості доменів фаз RH2 й б-Fe за рахунок зменшення доменів RFE2. Kinetics of hydrogen induced diffusion phase transformation in intermetallic compound TBFE2//Int. J. of Hydrogen Energy.

Основний зміст

1. Розроблено високочутливу методику, що дозволяє безупинно контролювати ступінь перетворення, в процесі якого виділяються феромагнітні фази. Коректність одержуваних результатів підтверджується даними рентгенофазового аналізу.

2. Встановлено, що кінетика індуційованого воднем фазового розпаду інтерметалідів RFE2 відбувається в два етапи. На першому етапі процес розвивається з постійною швидкістю. На другому - швидкість процесу безупинно зменшується.

3. Індуційований воднем фазовий розпад інтерметалідів RFE2 - термічно активований процес з енергією активації 48-60 КДЖ/моль. Швидкість процесу зростає при збільшенні концентрації (тиску) водню і питомої поверхні розподілу твердої й газової фаз.

4. Кінетика індуційованого воднем фазового розпаду змішаних TBNDYMFE2(m n) визначається металом, що має меншу спорідненість до водню.

5. Механізм індуційованого воднем фазового розпаду інтерметалідів RFE2 полягає в зародженні й рості доменів фаз RH2 й б-Fe за рахунок зменшення доменів RFE2. Проміжних й аморфних фаз не утворюється.

Основні положення дисертації опубліковані в роботах

Goltsov V.A., Vasiljev A.G., Vlasenko N.N., Fruchart D. Kinetics of hydrogen induced diffusion phase transformation in intermetallic compound TBFE2//Int. J. of Hydrogen Energy. - 1999. - Vol.24, No 2/3. - Р. 909-912.

Vasiljev A.G., Vlasenko N.N., Goltsov V.A., Fruchart D. Kinetics of hydrogen induced diffusion phase transformation in intermetallic compound DYTB2Fe6//Functional Materials. - 1999. -Т.6, № 2. - С. 322-325.

Vasiljev A.G., Vlasenko N.N., Goltsov V.A., Fruchart D. Influence of hydrogen pressure on a diffusion phase decomposition of intermetallic compound TBFE2// Metallofiz. Noveishie Tekhnol. - 1999. - Vol.21, No 11. - Р. 87-89.

Goltsov V.A., Vasiljev A.G., Vlasenko N.N., Fruchart D. Kinetics of hydrogen-induced diffusion phase transformation in binary and pseudobinary intermetallic compound Tb1-XDYXFE2// Int. J. of Hydrogen Energy. - 2002. - Vol.27, No 24. - P. 765-767.

Орел С.М., Васильев А.Г., Власенко Н.Н., Гольцов В.А., Фрушар Д. Температурная зависимость энергий активации фазового распада интерметаллида TBFE2 в атмосфере водорода// ФТВД. -1999. - Т. 9, № 2. - С. 92-95.

Власенко Н.Н., Васильев А.Г. Индуцированный водородом фазовый распад интерметаллида TBFE2// ФТВД. -2004. - Т. 12, № 2. - С. 102-107.

Гольцов В.А., Васильев А.Г., Власенко Н.Н., Пархоменко К.Л., Фрушар Д. Кинетика индуцированного водородом фазового распада интерметаллидов Tb1-XDYXFE2// Сб. трудов Третьей Международной Конференции ВОМ-2001.- Донецк-Мариуполь (Украина). - 2001. - Ч. 1. - С. 153-155.

Гольцов В.А., Васильев А.Г., Власенко Н.Н., Фрушар Д. Кинетика индуцированного водородом фазового распада интерметаллидов TBFE2// Сб. информационных материалов Второй Международной Конференции ВОМ-98.- Донецк (Украина). - 1998. - Ч. 1. - С. 142.

Гольцов В.А., Васильев А.Г., Власенко Н.Н. Фазовый распад интерметаллидов RFE2 в атмосфере водорода// Сб. информационных материалов Третьей Международной Конференции БРМ-2000. - Донецк-Святогорск (Украина). -2000. - С. 396.

Гольцов В.А., Васильев А.Г., Власенко Н.Н., Пархоменко К.Л., Фрушар Д. Кинетика сорбции водорода интерметаллидом TBDY2Fe6// Сб. трудов Третьей Международной Конференции ВОМ-2001. - Ч. 1. - Донецк-Святогорск (Украина). - 2003. - С. 175-177.

Васильев А.Г. Сорбция водорода интерметаллидами RFE2 в связи с фазовым распадом. Труды Четвертой Международной Конференции БРМ-2003. - Донецк (Украина). - 2003. - С. 528-530.

Васильев А.Г. Фазовый распад интерметаллидов RFE2 и сорбция водорода в интервале давлений 5,4-16,2 КПА и температур 450-600ЄС.//Труды Четвертой Международной Конференции ВОМ-2004. - Донецк (Украина). - 2004. - С. 165- 169.

Васильев А.Г., Артеменко Ю.А., Гольцов В.А. Индуцированный водородом фазовый распад сплавов RFE2: кинетические особенности и модель явления.//Труды Пятой Международной Конференции ВОМ-2007. - Донецк (Украина). - 2007. - С. 233-237.