Μελέτη της δομής κραμάτων τύπου ΑΒ2 φάσεων Laves (ZR1- XTIX) (MN1- YFEY)2+W και LuFe2 και της συμπεριφοράς τους στην υδρογόνωση

Abstract

STOICHIOMETRIC AND "HYPERSTOICHIOMETRIC" (ZR-TI)(MN-FE)2+X ALLOYS ARE KNOWN TOEXHIBIT LARGE POSSIBILITIES FOR HYDROGEN STORAGE. STRUCTURAL INVESTIGATIONS PERFORMED ON THE ALLOYS AND THEIR HYDRIDES USING X-RAY, ELECTRON AND NEUTRON DIFFRACTION, THERMOGRAVIMETRIC TECHNIQUES, HAVE PERMITTED TO EVIDENCE SUPER STRUCTURE EFFECTS DUE TO METAL ORDERING WITHIN OR BETWEEN THE A AND B SUBLATTICES OF THE INITIAL C14 TYPE OF LAVES PHASE. THIS WILL YIELD TO DEVELOP STRUCTURE MODELS FOR THE HYDROGEN LOCALIZATION IN TETRAHEDRAL SITES AND THE STABILITY OF THE HYDRIDES. HYPERSTOICHIOMETRY IS A VALUABLE WAY OF ALLOWING CONTROLOF THE DISSOCIATION PRESSURE OF ZIRCONIUM-BASED LAVES PHASE MATERIALS. FOR THIS PURPOSE THE SYSTEM ZR(MN-FE)2+X, X=0.4 - 0.8, HAS BEEN PROPOSED. SUCH ALLOYS CRYSTALIZE WITH THE C36 STRUCTURE TYPE, AND UPON HYDRIDATION A TWO-PHASESYSTEM DEVELOPS VIA METAL ATOM DISPLACIVE AND DIFFUSIVE PHENOMENA. STRUCTURAL ANALYSIS SHOWS THAT THE IRON-ENRICHED MATERIALS (A PHASES AND (ZR0.642MN0.358)(MN1.519FE0.471)) ARE DRAMATICALLY REDUCED IN HYDROGEN ABSORPTION CAPACITY. STERIC CONSIDERATIONS AND, MORE PROBABLY, ELECTRONEGATIVITY DIFFERENCES ARE SUSPECTED TO GOVERN SUCH AN EFFECT. THE ALLOY LUFE2 (LAVES PHASE C15 TYPE) ABSORBS UP TO 3.3 HYDROGEN ATOMS PER FORMULA UNIT AND EXHIBITS A CUBIC TO RHOMBOHEDRAL CELL TRANSFORMATION, PREVIOUSLY OBSERVED WITH THE RELATED COMPOUNDS TBFE2 AND ERFE2. THE UNIT CELL DISTORTION WAS STUDIED BY NEUTRON DIFFRACTION AND NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE TECHNIQUES. THE MAGNETOELASTIC PARAMETERS WHICH FAVOUR SUCH A TRANSFORMATION ARE PROBABLY NOT DOMINANT.

ΣΤΗ ΜΕΛΕΤΗ ΑΥΤΗ ΕΡΕΥΝΗΘΗΚΑΝ ΑΠΟ ΚΡΥΣΤΑΛΛΟΓΡΑΦΙΚΗ ΑΠΟΨΗ, ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΤΩΝ ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΠΕΡΙΘΛΑΣΗΣ ΤΩΝ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ, ΝΕΤΡΟΝΙΩΝ ΚΑΙ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΩΝ, ΚΡΑΜΑΤΑ ΤΥΠΟΥ ΑΒ2 ΦΑΣΕΩΝFRIAUF LAVES [ZR0.32TI0.68MN2, ZR(MN0.72FE0.28)2+X X=0.4 - 0.8], ΠΡΙΝ ΚΑΙ ΜΕΤΑ ΤΗΝ ΥΔΡΟΓΟΝΩΣΗ ΤΟΥΣ. ΕΠΙΣΗΣ ΜΕΛΕΤΗΘΗΚΕ ΤΟ ΥΔΡΟΓΟΝΩΜΕΝΟ ΚΡΑΜΑ LUFE2 ΜΕ ΠΕΡΙΘΛΑΣΗ ΝΕΤΡΟΝΙΩΝ, NMR ΚΑΙ ΜΕ ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΗΣ ΕΝΑΛΛΑΣΟΜΕΝΗΣ ΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΕΠΙΔΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑΣ. ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΥΠΕΡΔΟΜΩΝ ΔΙΑΠΙΣΤΩΘΗΚΑΝ ΣΤΙΣ ΔΥΟ ΠΡΩΤΕΣ ΟΜΑΔΕΣ ΚΡΑΜΑΤΩΝ, ΚΑΤΙΤΟ ΟΠΟΙΟ ΔΕΝ ΑΝΑΦΕΡΕΤΑΙ ΣΤΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΣΕ ΠΑΡΟΜΟΙΑ ΚΡΑΜΑΤΑ ΜΕΧΡΙ, ΤΟΥΛΑΧΙΣΤΟΝ, ΤΗΝ ΕΠΙΣΗΜΗ ΔΗΜΟΣΙΕΥΣΗ ΤΩΝ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ ΤΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ ΑΥΤΗΣ. ΙΔΙΑΙΤΕΡΑ ΛΕΠΤΟΜΕΡΗΣ ΥΠΗΡΞΕ Η ΜΕΛΕΤΗ ΤΩΝ ΥΠΕΡΣΤΟΙΧΕΙΟΜΕΤΡΙΚΩΝ ΚΡΑΜΑΤΩΝ ΚΑΙ ΤΩΝ ΥΔΡΙΔΙΩΝ ΤΟΥΣ, ΓΙΑ ΤΑ ΟΠΟΙΑ ΕΞΑΚΡΙΒΩΘΗΚΕ Η ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΕΝΟΣ ΚΡΥΣΤΑΛΛΟΓΡΑΦΙΚΟΥ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΥ ΜΕ ΔΟΜΙΚΕΣ ΠΕΡΙΓΡΑΦΕΣ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΕΣ ΑΠΟ ΤΙΣ ΜΕΧΡΙ ΣΗΜΕΡΑ ΠΑΡΑΔΕΚΤΕΣ. Η ΚΡΥΣΤΑΛΛΟΓΡΑΦΙΚΗ ΚΑΙ ΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΤΟΥ ΥΔΡΟΓΟΝΩΜΕΝΟΥ ΚΡΑΜΑΤΟΣ LUFE2 ΑΠΕΔΕΙΞΕ ΤΗΝ ΥΠΑΡΞΗ ΡΟΜΒΟΕΔΡΙΚΗΣ ΠΑΡΑΜΟΡΦΩΣΗΣ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΥΔΡΟΓΟΝΩΣΗ ΤΗΣ ΚΥΒΙΚΗΣ, ΑΡΧΙΚΑ,ΚΥΨΕΛΙΔΑΣ ΤΟΥ LUFE2. Ο ΣΥΣΧΕΤΙΣΜΟΣ ΤΩΝ ΚΡΥΣΤΑΛΛΟΓΡΑΦΙΚΩΝ ΜΕ ΤΑ ΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΦΑΝΕΡΩΝΕΙ ΟΤΙ Ο ΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ ΔΕΝ ΕΙΝΑΙ ΤΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ ΠΟΥ ΕΛΕΓΧΕΙ ΑΥΤΟΝ ΤΟΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟ.