Page 59 - Microsoft Word - Дисертація_Винар_end

59

Розчинність водню в ОЦК-ґратці ніобію змінюється від 4 до 20 ат.% за

температури від 273 до 573 К. Він утворює гідриди складу NbH х (x = 0,7...1,0)

з ромбічною кристалічною ґраткою, за катодної поляризації в кислотах

утворюється NbH 2. Завдяки розчиненню водню і утворенню гідридних

сполук ніобій є сильним абсорбентом водню: 1 г металу здатний поглинати

3
до 104 см водню за температури 293 К. Гідридне перетворення в ніобії
призводить до збільшення об’єму кристалічної ґратки і виникнення

внутрішніх напружень [205, 206]. Авторами праці [204] приведено

результати досліджень впливу газоподібного водню на фрикційну поведінку

пари тертя Nb-Nb та показано, що наявність водню в зоні тертя приводить до

тріщиноутворення та крихкого руйнування, що пов’язано з утворенням

гідридів β-NbH з орторомбічною кристалічною структурою та оксидів Nb 2O 5.

Цирконієві сплави мають гексагональну щільноупаковану структуру,

яка є менш проникна для водню, ніж структура Fe α, тому можуть
використовуватися для створення бар’єрних шарів, що перешкоджають

дифузії водню в сталі. Гранична розчинність водню в гексагональній
щільноупакованій ґратці цирконію в температурному діапазоні 473...773 К

становить 0,2...5 ат.%. Цирконій з воднем утворює δ- і ε-гідриди ZrH 2,

ентальпія утворення яких ~170 кДж/моль [207, 208]. Відомо, що структура δ-

ZrH 2 така ж, як і CaF 2, який є твердим змащувальним матеріалом [202]. Тому

сплави цирконію можуть бути зносотривкими в атмосфері водню, якщо під

час тертя утворюватиметься цей гідрид. У водневомісних середовищах на

поверхні тертя і частинках зносу виявлено гідриди ZrH 2 ε-типу.

Титан та його сплави характеризуються особливою чутливістю до

водню. Розчинність водню у гексагональній ґратці α-фази титану становить 7

ат.%, а в ОЦК ґратці β-фази – 20 ат.%. Термодинамічно вигідне утворення

гідридів титану ТіН 2, ТіН, , ТіН 1,75, які у формі пластинок розташовуються на

межах зерен, площинах ковзання і двійникування всередині зерна. Гідридне

перетворення в титані має значний об’ємний ефект, тому може пришвидшити

руйнування окрихченого поверхневого шару. За концентрації водню понад