热解吸法评价铒氢化物晶体结构的热稳定性
2014-08-07王维笃彭述明梁建华周晓松程贵钧
原子能科学技术 2014年5期
王维笃,彭述明,梁建华,周晓松,程贵钧
(中国工程物理研究院 核物理与化学研究所,四川 绵阳 621900)
稀土金属作为贮氢薄膜材料在科学和工业仪器中广泛应用,铒氢化物由于其特殊的热力学、磁学和光学性质持续受到关注。热稳定性是评价金属氢化物应用特性的一项重要物理性能指标,热解吸分析是评价金属氢化物热稳定性的理想实验技术之一。Gabis等[1]和Ferrizz[2-3]近年来先后采用这一技术,研究了铒氢化物薄膜的热解吸动力学,初步获得了升温速率及制样参数对铒氢化物热解吸行为的影响规律,探索了铒氢化物中氢的热解吸机理。关于铒氢化物热力学的研究已非常深入。Lundin[4-5]和Pebler等[6]采用压强组成等温线(PCT曲线)测试和X射线衍射分析(XRD)的方法,确认了铒氢化物具有3种物相结构,分别为hcp结构铒氢化物固溶相(α相)、fcc结构铒氢化物相(β相)和hcp结构铒氢化物固溶相(γ相),并发现物相结构对铒氢化物热稳定性有显著影响。研究和认识铒氢化物组织结构与其热解吸动力学特性间的关系具有重要的科学意义。Tewell等[7]采用X射线光电子能谱(XPS)分析技术,揭示了γ相铒氢化物热解吸温度高于热力学预期的主要影响机制是表面氧化层的存在。Mark等[8]采用飞行时间中子衍射原位分析方法,对β相铒氘化物中氘原子占位及其稳定性进行了研究,证实了氘原子占据CaF2型fcc结构八面体间隙位置情况的存在,发现氘原子占据八面体间隙和四面体间隙位置时,铒氘化物中氘的稳定性具有显著差异。……
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