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M: Metallphysik

M 9: Wasserstoff in Metallen

M 9.10: Vortrag

Montag, 23. März 1998, 18:30–18:50, H 33

PFG-NMR-Messungen der Wasserstoffdiffusion an den Trihydriden des Lanthans — •U. Kaess¹, G. Majer¹ und R. G. Barnes² — ¹Max-Planck-Institut für Metallforschung, Heisenbergstr. 1, 70569 Stuttgart — ²Ames Laboratory, USDOE, and Department of Physics, Iowa State University, Ames, IA 50011, USA

Die Methode der gepulsten magnetischen Feldgradienten (PFG-NMR) erlaubt die direkte Messung des Tracer-Diffusionskoeffizienten D. Diese Messungen wurden an den unterstöchiometrischen Trihydriden des Lanthans, LaH_x (2,00≤ x≤ 2,92), im Temperaturbereich von 270 K bis 800 K erstmals durchgeführt. Dabei zeigt sich eine starke Zunahme von D mit steigender Konzentration x. Die Temperaturabhängigkeit von D einer gegebenen Konzentration läßt sich in einem großen Bereich durch ein Arrheniusgesetz beschreiben, wobei die effektive Aktivierungsenthalpie H_a mit zunehmendem x von 0,53 eV auf 0,17 eV abnimmt.

Untersuchungen an einer LaH₃-Probe zeigen, daß sich LaH_x für x→ 3 in seinen Diffusionseigenschaften stark von den unterstöchiometrischen Proben unterscheidet: Die Temperaturabhängigkeit ist nicht mehr durch ein Arrheniusgesetz zu beschreiben und D hängt von der thermischen Vorbehandlung der Probe ab. Messungen der Spin-Gitter-Relaxationsrate Γ₁ zeigen, daß die Änderungen in D auf eine geänderte Sprungfrequenz ν des Wasserstoffs zurückzuführen sind. Die bisherigen Untersuchungen deuten darauf hin, daß im Temperaturbereich von 250 K bis 500 K strukturelle Änderungen in LaH₃ auftreten.