Page 132 - Korniy_dyser

132

За формулою (2.26) нами розраховано енергію розчинення атома водню
в різних міжвузлових положеннях кластерів заліза. На рис. 2.18 показані два

типи міжвузлів в ОЦК-та ГЦК-ґратці: тетраедричні (Т) та октаедричні (O).
Беручи до уваги експериментальну сталу ґратки ОЦК-заліза 2,86 Å, радіуси

Т-міжвузля і О-міжвузля, які складають 0,36 Å та 0,19 Å відповідно, а також
ковалентний радіус атома водню 0,37 Å, слід очікувати його розміщення у

положеннях T-міжвузля. Для ГЦК-заліза зі сталою ґратки 3,64 Å маємо таку

картину. Радіуси Т-міжвузля і О-міжвузля становлять відповідно 0,34 Å і 0,58

Å. У цьому випадку водню краще розміщуватися в О-міжвузлях.

Для експериментального вивчення положення атомів водню у

кристалічній ґратці використовують метод каналювання іонів [282], в якому

для аналізу застосовують іони високих енергій (~1 МеВ). За допомогою

цього методу експериментально доведено, що в ідеальному кристалі

переважно найвигіднішими з енергетичної точки зору міжвузловими

позиціями для розміщення атома водню є октаедричні положення у ГЦК-

металах та тетраедричні положення у ОЦК-металах [283].

Розрахована нами енергія розчинення атома водню для кластера ОЦК-

заліза в тетраедричному положенні дорівнює 0,26 еВ, а в октаедричному – (–

0,05) еВ. Від’ємний знак енергії розчинення вказує на термодинамічну

нестабільність атома водню в О-міжвузлях кластера ОЦК-заліза. Тобто атому

водню енергетично вигідніше займати Т-міжвузля кластера. Отримане нами

значення енергії розчинення водню співпадає із результатами розрахунку

інших авторів різними методами [284]. Для ГЦК-заліза характерні від’ємні

значення енергії розчинення атома водню як для О-положень, так і для Т-

положень (– 0,038 та – 0,071 еВ відповідно). Незважаючи на від’ємний знак

енергії, атом водню буде переважно займати О-положення кластера ГЦК-

заліза, що підтверджує одержані раніше результати [285].

Однак положення атома водню в ідеальній кристалічній ґратці

незавжди є однозначне – за певних умов атоми водню можуть частково

займати і енергетично «невигідні» місця. Аналіз літературних даних