Нові гідриди інтерметалічних сполук і сплавів на основі цирконію та титану
Синтез сплавів та гідридів інтерметалічних сполук. Аналіз їх фазово-структурного стану. Визначення кристалічної структури гідридів (дейтеридів) у вказаних системах і встановлення залежності властивостей сорбції-десорбції водню від їх складу та структури.
Рубрика | Химия |
Вид | автореферат |
Язык | украинский |
Дата добавления | 29.01.2016 |
Размер файла | 176,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Zavaliy I.Yu. New hydrides of intermetallic compounds and alloys on the basis of zirconium and titanium. Manuscript.
Thesis for a degree of a Doctor of Sciences in Chemistry on speciality 02.00.01 inorganic chemistry; Ivan Franko Lviv National University; Lviv, 2006.
The dissertation is focused on studies of processes of hydrogen absorption/desorption (in gaseous phase and 6M KOH alkaline solution) of new and known intermetallic compounds and alloys on the basis of zirconium and titanium, namely, oxygen-modified з-phases with the Ti2Ni (з-Fe3W3C) type of structure, oxygen-stabilised Zr3Fe(Co,Ni)Ox compounds with the structure of the Re3B type, the k-Zr9V4S phase with the Hf9Mo4B type structure, ternary Zr6MX2 (M=Fe,Co,Ni; X=Al,Ga,Sn,In) IMC with the Fe2P type structure.
The single phase deuteride of the Zr3V3O0.6D9.6 composition has been synthesised for the first time and its crystal structure has been refined. A doubling of the hydrogen absorption capacity compared to the Zr3V3OD4.8 deuteride has been shown to occur due to redistribution of oxygen atoms from the 16с position and filling of T1 interstices (triangular faces Zr3). The distribution of D-atoms in the structure of the -Zr3V3O0.6D9.6 is compared with that in structure of other -phase hydrides in systems of Ti, Zr and Hf with transition d-metals. The study of hydrogenation properties of the (Zr,М 1)3(V,М 2)Ox alloys, where М 1=Ti, Hf; М 2=Nb, Fe, Ni revealed that the highest hydrogen absorption capacity has been revealed by alloys with high level of Ti substitution for Zr - the H/M ratio for them rises up to ~2. However such alloys have slow hydrogenation kinetics. Although Fe-substituted alloys reveal better activation conditions, such a substitution is accompanied by substantial decrease of the capacity.
The oxide modification of the Zr_Fe alloys, particularly by oxides of rare-earth metals, was found to result in improvement of their hydrogenation characteristics. A number of the -Zr4Fe2OxHy hydrides has been synthesised and their hydrogenation capacity was shown to change with changes in oxygen content. The formation of saturated hydrides is shown to proceed with preservation of the structure of metallic matrix (although there exists small disordering of some metallic atoms); the lattice parameters the hydride phases and conditions of their thermal decomposition have been found. Magnetic and Mцssbauer studies have been performed for parent and hydrogenated -Zr4Fe2Ox and (Hf,Zr)2Fe compounds. Saturated hydrides at low temperatures (up to 100...200 К) undergo magnetic ordering, whereas parent phases remain paramagnetic in the all temperature range.
The existence of the continuous solid solution in oxygen-modified Ті4-хZrxNi2O0.3 (0?х?4) alloys at 1250 К has been found for the first time. The zirconium substitution for titanium gives rise in hydrogenation capacity of the Ті4-хZrxNi2O0.3 alloys from 6 to 7.5 at./f.u., improves the hydrogenation kinetics and increases the stability of the synthesised hydrides. The crystal structure of the Ті3ZrNi2O0.3D6.7 deuteride has been refined on the basis of neutron diffraction analysis. The structure of the metallic matrix of the hydride was found to be disordered compared with the matrix of the parent alloy. Electrochemical testing of MH- electrodes prepared on the basis of the Ti2Ni-type alloys indicated the positive influence of oxide modification and partial replacement of titanium by zirconium and vanadium on their discharge characteristics. Replacement of titanium by zirconium at small (up to ј) concentrations of the latter leads to the increase in the discharge capacity. The rise of oxygen concentration in the Ті4-хZrxNi2Oy alloys the amount of hydrogen absorbed from the gaseous phase gradually decreases, however the amount of the electrochemically desorbed hydrogen substantially grows and for optimal compositions it exceeds 90 %. The cyclic stability of electrode materials on the basis of the (Ti,Zr)2Ni alloy can be increased by partial replacement of titanium by vanadium, since the latter has higher resistance against corrosion in alkaline solutions, the oxygen-modified and vanadium-doped alloys being characterized by the best cyclic stability parameters, which could be explained by simultaneous rise of resistance toward disproportionation and formation of oxygen-stabilised phases. The influence of the HDDR processes on the charge-discharge characteristics of the MH-electrode have been studied for the first time. Such a chemical-technological treatment improves the microstructure homogeneity of Ti4Ni2Ox alloys and provides an increase of discharge capacity by 20-30 %, as well improves cyclic stability of the MH-electrodes based on the Ti4Ni2Ox alloy.
Saturated hydrides (deuterides) of oxygen-containing Zr3MOx compounds (M=Fe,Co, x = 0 1.0 і M=Ni, x = 0.4 1.0) with the Re3B-type structures under 1...1.2 bar H2 pressure have been synthesised for the first time and their structures have been studied by X-ray and neutron powder diffraction. The study of hydrogenation of these compounds revealed that the rise in oxygen content results in the decrease of hydrogenation capacity from 6.7 H/f.u. for the Zr3Fe down to 5.35 H/f.u. for the Zr3FeO1.0 compound. The rise in oxygen content gives as well slight decrease of lattice parameters of parent intermetallics and their substantial increase for the saturated hydrides for all studied series. Hydrogen induced specific expansion of the unit cell V/at.H increases from 2.195 Е 3 for the Zr3FeH6.7 up to 3.378 Е 3 for the Zr3FeO1.0H5.35. For all the studied compounds the influence of oxygen is less pronounced than for phases of the Ti2Ni type. The study of crystal structure of the Zr3NiOxDy saturated hydrides revealed the existence of redistribution of oxygen atoms upon deuteration. However after hydrogen desorption the refinement of the structure of the Zr3NiO0.6 alloy revealed the complete return of oxygen atoms into the initial positions. The hydrides of the zirconium-based k-phases, characterised by the Hf9Mo4B type of structure have been synthesised for the first time. Neutron diffraction analysis allowed refinement of the structure of the saturated Zr9V4SD~23 deuteride.
The hydride (deuteride) of the Zr6FeAl2 intermetallic has been synthesised for the first time. The structure of the Zr6FeAl2D10 deuteride has been refined with the use of neutron diffraction data. Hydrides of related intermetallics Zr6MX2Hx (M=Fe,Co,Ni; X=Al,Ga,Sn,In), have been synthesised and their structures were refined with the use of the X-ray diffraction. For most of hydrides the thermal stability has been studied in the 300...900 К temperature range. For all studied hydrides it has been found that hydrogenation leads to doubling of the unit cell and transition from the P 6m2 to P 62c space group. Quantum chemistry calculations indicated the change of electronic structure of the Zr6FeAl2 upon hydrogenation; the population of orbitals for the corresponding hydride and affinity of different interstices toward hydrogen have been calculated.
The studied materials of certain compositions can be used as efficient hydrogen storage media (for example, (Ti,Zr)4Fe2Ox), and those with low plateau pressure are promising as getters of hydrogen and other active gases (Zr4Fe2Ox, Zr3MOx, Zr9V4S). Oxygen modified Ti2Ni-based alloys are proposed as negative electrode materials for Ni-MH chemical power sources, and the HDDR process are proposed for the treatment of MH-electrode materials to improve their characteristics.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Види структур сплавів, схема розподілу атомів у гратах твердих розчинів. Залежність властивостей сплавів від їх складу. Основні методи дослідження та їх характеристика. Зв’язок діаграми стану "залізо-цементит" із властивостями сталей, утворення перліту.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 15.02.2011Методика розробки методів синтезу високотемпературних надпровідників. Сутність хімічного модифікування і створення ефективних центрів спінінга. Синтез, структурно-графічні властивості та рентгенографічний аналіз твердих розчинів LaBa2Cu3O7 та SmBa2Cu3O7.
дипломная работа [309,3 K], добавлен 27.02.2010Характеристика і практичне застосування дво- та трикомпонентних систем. Особливості будови діаграм стану сплавів. Шляхи первинної кристалізації розплаву. Точки хімічних сполук, евтектики та перитектики. Процес ліквації і поліморфних перетворень в системі.
курсовая работа [2,9 M], добавлен 27.03.2014Синтез S-заміщеного похідного 2-метил-4-меркапто-8-метоксихіноліна та вивчення їх фізико-хімічних властивостей. Прогноз можливих видів їх біологічної дії за допомогою комп’ютерної програми PASS. Залежність дії синтезованих сполук від хімічної структури.
автореферат [38,4 K], добавлен 20.02.2009Ізомерія - явище просторове і структурне, що визначається особливостями структури молекули і порядком зв'язку атомів. Фізичні константи і фізіологічні властивості геометричних ізомерів. Оптична активність органічної сполуки. Ізомерія комплексних сполук.
реферат [124,6 K], добавлен 20.07.2013Методика синтезу полікристалічних високотемпературних надпровідників. Основні відомості з фізики рентгенівських променів та способи їх реєстрації. Синтез твердих розчинів LnBa2Cu3O7, їх структурно-графічні властивості і вміст рідкісноземельних елементів.
дипломная работа [654,6 K], добавлен 27.02.2010Шляхи надходження в довкілля сполук купруму, форми його знаходження в об'єктах навколишнього середовища та вміст в земній корі. Запаси мідних руд. Огляд хімічних та фізичних методів аналізу. Екстракційно-фотометричне визначення купруму в природній воді.
курсовая работа [270,8 K], добавлен 09.03.2010Пептидний зв’язок та утворення вільних амінокислот. Поняття про рівні організації білкових молекул. Участь різних видів хімічного зв’язку в побудові первинної, вторинної, третинної, четвертинної структури білку. Біологічне окислення органічних сполук.
контрольная работа [20,8 K], добавлен 05.06.2013Характеристика схильності сполук до хімічних перетворень та залежність їх реакційної здатності від атомного складу й електронної будови речовини. Двоїста природа електрона, поняття квантових чисел, валентності, кінетики та енергетики хімічних реакцій.
контрольная работа [32,1 K], добавлен 30.03.2011Значення і застосування препаратів сполук ртуті у сільськогосподарському виробництві, в різних галузях промисловості та побуті. Фізичні і хімічні властивості сполук ртуті. Умови, що сприяють отруєнню. Клінічні симптоми отруєння тварин різних видів.
курсовая работа [34,2 K], добавлен 19.06.2012Аналіз мінеральної води на вміст солей натрію, калію, кальцію полуменево-фотометричним методом та на вміст НСО3- та СО32- титриметричним методом. Особливості визначення її кислотності. Визначення у природних водах загального вмісту сполук заліза.
реферат [31,1 K], добавлен 13.02.2011Фізичні та хімічні властивості боранів. Різноманітність бінарних сполук бору з гідрогеном, можливість їх використання у різноманітних процесах синтезу та як реактивне паливо. Використання бору та його сполук як гідриручих агентів для вулканізації каучука.
реферат [42,4 K], добавлен 26.08.2014Особливості колориметричних методів аналізу. Колориметричне титрування (метод дублювання). Органічні реагенти у неорганічному аналізі. Природа іона металу. Реакції, засновані на утворенні комплексних сполук металів. Якісні визначення органічних сполук.
курсовая работа [592,9 K], добавлен 08.09.2015Вивчення конденсуючої та водовіднімаючої дії триметилхлорсилану в реакціях за участю карбонільних сполук та розробка ефективних методик проведення конденсацій та гетероциклізацій на його основі придатних до паралельного синтезу комбінаторних бібліотек.
автореферат [36,0 K], добавлен 11.04.2009Із середини ХІХ століття відбувся поділ хімії на теоретичну і практичну. Передумови створення фізико – хімічного аналізу. Пірометр Курнакова. Нові методи дослідження фізико-механічних властивостей металевих сплавів. Вчення про бертоліди та дальтоніди.
реферат [1,2 M], добавлен 24.06.2008Mac-спектрометрія є одним з найбільш ефективних експресних методів аналізу, установлення будови як індивідуальних органічних сполук, так і синтетичних, природних сполук та їхніх сумішей. Автоматичне порівняння зареєстрованого спектра з банком спектрів.
реферат [456,8 K], добавлен 24.06.2008Сутність цементації, азотування, ціанування, дифузійної металізації. Спосіб хіміко-термічної обробки деталей в парогазовому середовищі з наступним охолодженням на повітрі. Термічна обробка чавуна і кольорових сплавів. Відпал, відпуск і старіння сталі.
реферат [23,8 K], добавлен 21.04.2015Macспектрометрія є найбільш ефективним експресним методом аналізу й установлення будови як індивідуальних органічних сполук, так і синтетичних, природних сполук та їхніх сумішей. Поняття, теоретичні основи масспектроскопічного методу аналізу.
реферат [873,2 K], добавлен 24.06.2008"Жива" і "мертва" вода з точки зору хімії. Хімічна будова молекули. Зміна фізичних властивостей води в залежності від того, які ізотопи атома водню входять до її складу. Пошуки "живої" і "мертвої" води. Вплив електромагнітного випромінювання на воду.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 05.03.2015Характерні властивості розчинів високополімерів, висока в'язкість як їх головна особливість, визначення її розмірності, залежності від концентрації. Внутрішнє тертя в текучій рідині. Схема утворення гелів і студнів, зменшення в'язкості високополімерів.
контрольная работа [288,3 K], добавлен 14.09.2010