中性子その場観察による水素貯蔵材料内の残留水素の挙動と拡散経路の可視化

使用原位中子观测可视化储氢材料中残余氢的行为和扩散路径

基本信息

批准号：
21K12534
负责人：
岩瀬謙二
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Ibaraki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K12534/
关键词：
中性子回折重水素化物 Rietveld解析 PDF解析水素貯蔵材料量子ビーム

项目摘要

2022年度にbcc固溶体合金の重水素化物中性回折データを用いてRietveld解析およびPDF解析を実施した。Ti45Cr25Mo30D150, Ti45Cr25Mo30D70, Ti50Cr20Mo30D160, Ti50Cr20Mo30D70の結晶構造および局所構造を精密化した。水素吸蔵前のbcc構造から、最大吸蔵時にCaF2-type構造に構造変化することを捉えた。水素が残留した相では、bcc構造を有することが分かった。Ti45Cr25Mo30D150とTi50Cr20Mo30D160内の重水素は、CaF2-type構造内のTサイトを占有し、占有率は75~89%に達した。単位格子は、水素吸蔵前と比較して39%程度等方的に膨張していることが得られた。水素が残留したTi45Cr25Mo30D70やTi50Cr20Mo30D70では、残留水素はいずれもTサイトを占有することが分かった。Ti45Cr25Mo30D70に関して、Tサイトをスプリットしたサイトモデルを用いて解析した結果、一番良い解析フィットを示したことから、水素がTサイトの中央からずれた位置を占有していることが推察された。PDF解析の結果から、Ti45Cr25Mo30D150とTi50Cr20Mo30D160内の重水素の周辺金属の配位数を調べた。Ti,Cr,Moの配位数は、試料の組成比の割合とほぼ等しいことが分かった。Ti45Cr25Mo30D70やTi50Cr20Mo30D70内の残留水素の周辺金属の配位数について、Tiの平均配位数は2以上を示し、Tiが2個以上含まれる四面体サイトを占有していることが明らかとなった。

在2022财年，使用BCC固溶合金的氘中性衍射数据进行了Rietveld和PDF分析。 TI45CR25MO30D150，TI45CR25MO30D70，TI50CR20MO30D160和TI50CR20MO30D70的晶体结构和局部结构已被完善。我们观察到，在最大存储下，结构从氢存储之前的BCC结构变为CAF2型结构。发现氢剩余相具有BCC结构。 TI45CR25MO30D150和TI50CR20MO30D160中的氘占CAF2型结构中的T位点，其占用率达到75-89％。与氢储存之前相比，发现该单元细胞在各向同性的膨胀约39％。已经发现，残留氢在Ti45cr25MO30D70和Ti50cr20mo30d70中均占据了T位，并保留了氢。使用分裂t位点的位点模型对Ti45CR25MO30D70进行分析显示出最佳的分析拟合，并推断氢占据了从T位点中心移动的位置。根据PDF分析的结果，检查了TI45CR25MO30D150和TI50CR20MO30D160中氘周围金属的配位数。发现Ti，Cr和MO的配位数大约等于样品组成比的比例。关于TI45CR25MO30D70和TI50CR20MO30D70中残留氢的金属的协调数，TI的平均配位数为2或更多，并且已经揭示了它占据了包含两个或更多Ti的四面体位点。