Münster 1997 – wissenschaftliches Programm

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M: Metallphysik

M 9: Wasserstoff in Metallen I

M 9.6: Vortrag

Dienstag, 18. März 1997, 12:10–12:30, S 6

Diffusionsmechanismus von Wasserstoff in den Hydriden der Laves-Phase ZrV₂H_x — •G. Majer, U. Kaess, and M. Stoll — Max-Planck-Institut für Metallforschung, Heisenbergstr. 1, 70569 Stuttgart

Die Diffusion von Wasserstoff in den Hydriden der C15-Laves-Phase ZrV₂H_x (0.5 ≤ x ≤ 4.1) wurde mit der Methode der gepulsten magnetischen Feldgradienten (PFG-NMR) im Temperaturbereich T = 240 K – 480 K gemessen. In der α-Phase von ZrV₂H_x läßt sich die Temperaturabhängigkeit des Diffusionskoeffizienten gut durch ein Arrhenius-Gesetz, D=D₀ exp(−H_a/k_BT), beschreiben. Die effektive Aktivierungsenthalpie H_a nimmt bis x ≈ 2 mit der Konzentration zu, wogegen bei höheren Konzentrationen eine Abnahne von H_a mit wachsendem x beobachtet wird. Die Variation von H_a mit x ist auf die Besetzung unterschiedlicher Zwischengitterlücken zurückzuführen. Im Bereich kleiner Konzentrationen werden ausschließlich Zr₂V₂-Lücken (g-Plätze) besetzt, während es bei höheren Konzentrationen auch zur Besetzung von Zr₁V₃-Lücken (e-Plätze) kommt. Die atomare Sprungfrequenz des Wasserstoffs kann aus der Spin–Gitter Relaxationsrate Γ₁ abgeleitet werden, die an denselben Proben gemessen wurde. Ein Vergleich der Γ₁ und D Daten erlaubt Rückschlüsse auf den mikroskopischen Diffusionspfad. Für x ≥ 3.0 bildet sich bei tiefen Temperaturen die geordnete δ-Phase aus, in der die Wasserstoffbeweglichkeit deutlich reduziert ist.