Особливості взаємодії інтерметалідів Tі₂Ni та TiNi із воднем та синтез наноструктурних композитів на їхній основі

Abstract

Досліджено взаємодію інтерметаліду Tі₂Ni з воднем у діапазоні температур 298– 973 К під тиском водню 1,0 МПа. Об’єктами були шліфовані пластини Tі₂Ni. Проведено термодинамічний аналіз реакцій прямого й деструктивного гідрування Tі₂Ni за температур 298–973 К та встановлено термодинамічний пріоритет реакції деструктивного гідрування. Експериментально показано, що за температур 298 та 373 К відбувається реакція прямого гідрування, причому максимальне наводнювання призводить до утворення гідриду Tі₂NiH3,6. Це пояснюється високою швидкістю реакцій прямого гідрування за низьких температур порівняно зі швидкістю деструктивного гідрування.Установлено послідовність фазових перетворень у процесі деструктивного гідрування Tі₂Ni за температур 573–973 К. Структурно-фазовий механізм деструктивного гідрування Tі₂Ni полягає в розупорядкуванні структури вихідного інтерметаліду, селективному гідруванні титану зі складу вихідного інтерметаліду та утворенні нових інтерметалідних фаз, збагачених нікелем, за схемою Tі₂Ni > TiNi > TiNi₃ згідно з діаграмою стану Ti–Ni.

Исследовано взаимодействие интерметаллида Tі₂Ni с водородом в диапазоне температур 298–973 К под давлением водорода 1,0 МПа. Объектами были шлифованные пластины Tі₂Ni. Проведен термодинамический анализ реакций прямого и деструктивного гидрирования Tі₂Ni при температурах 298–973 К и установлен термодинамический приоритет реакции деструктивного гидрирования. Экспериментально показано, что при температурах 298 и 373 К происходит прямое гидрирование, причем максимальное наводороживание приводит к образованию гидрида Tі₂NiH3,6. Это объясняется высокой скоростью реакции прямого гидрирования при низких температурах в сравнении со скоростью деструктивного гидрирования. Установлена последовательность фазовых превращений в процессе деструктивного гидрирования Tі₂Ni при температурах 573–973 К. Структурно-фазовый механизм деструктивного гидрирования Tі₂Ni состоит в разупорядочении исходной структуры интерметаллида, селективном гидрировании титана из состава исходного интерметаллида и образовании новых интерметаллических фаз, обогащенных никелем, по схеме Tі₂Ni TiNi TiNi₃ в соответствии с диаграммой состояния Ti–Ni.

Tі₂Ni interaction with hydrogen in temperature range of 298–973 K under hydrogen pressure of 1,0 MPa was investigated. Objects were polished plates of Tі₂Ni. The thermodynamic analysis of Tі₂Ni direct and destructive hydrogenation reactions in temperature range of 298–973 K were carried out. The thermodynamic priority of destructive hydrogenation reaction was determinate. It is experimentally shown that direct hydrogenation reaction occurs at temperatures of 298 and 373 K, and maximum hydrogenating results in formation of Tі₂NiH3,6 hydride. Later is explained by higher reaction rate of direct hydrogenation in comparison with destructive hydrogenation rate at low temperatures. The consequence of phase transformations in Tі₂Ni destructive hydrogenation process was ascertained at temperatures 573– 973 K. The structural-phase mechanism of Tі₂Ni destructive hydrogenation consists in the structure disordering of initial intermetallide, selective hydrogenation of titanium in the initial intermetallic constitution and forming of new nickel-enriched intermetallic phases, following the scheme Tі₂Ni → TiNi → TiNi₃.