Elektrochemische Eigenschaften massivglasbildender mehrkomponentiger Zr-Basislegierungen

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Aufgrund der mikrostrukturellen Besonderheiten werden metastabilen Legierungen, wie amorphen und nano(quasi)kristallinen Legierungen, hervorragende elektrochemische Eigenschaften vorausgesagt. Für amorphe Zr-Ni und Ti-Ni Legierungen ist tatsächlich auch in der Vergangenheit eine hohe Reaktivität zur elektrolytischen Wasserstoffentwicklung nachgewiesen worden. In diesem Projekt wird eine neuartige mehrkomponentige (massiv)glasbildende Zr-Basislegierung, Zr-Ti-Al-Cu-Ni, deren Kristallisation über die Bildung eines großen Volumenanteils einer metastabilen ikosaedrischen quasikristallinen Phase erfolgt, hinsichtlich ihrer Oberflächenaktivität zur kathodischen Wasserstoffentwicklung untersucht. Dazu werden amorphe Pulver und Bänder dieser Legierung durch mechanisches Legieren und durch Rascherstarrung präpariert. Durch nachfolgende Glühbehandlung werden weitere Zustände verschiedener Phasigkeit und Mikrostruktur eingestellt. Begleitend werden Phasenbildungs- und Umwandlungsprozesse mit physikalischen Methoden untersucht. Mittels verschiedener elektrochemischer Verfahren in Kombination mit Oberflächenanalytik werden die eletrokatalytischen Eigenschaften der Legierungszustände amorph, amorph/nanoquasikristallin und mehrphasig kristallin charakterisiert. Weiterhin wird die Wirksamkeit von Vorbehandlungsmethoden zur Reaktivitätserhöhung überprüft. Im Ergebnis dieser Arbeiten wird ausgehend von Struktur-Eigenschafts-Beziehungen der Mechanismus des elektrolytischen Effektes bei der kathodischen Wasserstoffentwicklung für diese mehrkomponentige Legierung beschrieben und ihre Eignung als Elektrodenwerkstoff abgeschätzt.