Eine Saphir-Gasdruckzelle für Untersuchungen zur Hydrierung intermetallischer Phasen durch in situ-Neutronenbeugung

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Kristallstrukturen von Metallhydriden tragen wesentlich zum Verständnis des Zusammenspiels zwischen chemischer Zusammensetzung und physikalischen Eigenschaften wie z. B. der Wasserstoffspeicherkapazität bei. Mit in situ-Studien können auch intermediär auftretende Zwischenstufen charakterisiert und Reaktionspfade der Hydridbildung aufgeklärt werden. Die von uns hierzu entwickelte Gasdruckzelle basierend auf einem Saphir-Einkristall für die in situ-Neutronenbeugung soll weiter entwickelt werden, um Hydrierungsreaktionen vor allem bei höherer Temperatur abdecken zu können. Hiermit soll der technologisch wichtige HDDR-Prozess (hydrogenation-decomposition-desorption-recombination) zur Kontrolle der Mikrostruktur magnetischer Materialien wie SmCo5 untersucht werden. Der nur bruchstückhaft bekannte Reaktionspfad dieses mehrstufigen Prozesses, der durch wechselnde Bedingungen von Wasserstoffdruck und Temperatur von einer intermetallischen Verbindung über ternäre und binäre Hydride wieder zur intermetallischen Phase führt, soll geklärt und die bislang weitgehend unbekannte Rolle des Wasserstoffs untersucht werden.