Influencia del contenido de Nb en la estructura y propiedades funcionales de una nueva aleación multicomponente Nb-Ni-Ti-Zr-Co para la aplicación de membranas de separación de hidrógeno
Autores: Kashkarov, Egor B.; Svyatkin, Leonid A.; Gusev, Kirill S.; Ognev, Sergey S.; Koptsev, Maksim; Terenteva, Daria V.; Murashkina, Tatyana L.; Lider, Andrey M.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Influencia del contenido de Nb en la estructura y propiedades funcionales de una nueva aleación multicomponente Nb-Ni-Ti-Zr-Co para la aplicación de membranas de separación de hidrógeno
Categoría
Energía
Subcategoría
Energías renovables
Palabras clave
Aleaciones multicomponentes
Nb
Fase BCC eutéctica
Hidrógeno
Permeabilidad
Fragilización por hidrógeno
Membrana de purificación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Se sintetizaron nuevas aleaciones multicomponentes de Nb-Ni-Ti-Zr-Co con 20-55 at.% de Nb a partir de polvos metálicos mediante fusión por arco. Las aleaciones resultantes consisten principalmente en fases ricas en Nb y fases eutécticas de estructura centrada en el cuerpo (BCC). El contenido de la fase BCC eutéctica es más alto para una composición equimolar, mientras que el contenido de la fase BCC rica en Nb aumenta con el contenido de Nb en la aleación. El contenido de fases secundarias es el más alto para la aleación con 32 at.% de Nb. Según cálculos ab initio, el hidrógeno ocupa sitios intersticiales tetraédricos en la fase rica en Nb y sitios octaédricos en la fase BCC eutéctica. Se calcularon las energías de unión del hidrógeno para diferentes concentraciones de Nb. Un aumento en la fase rica en Nb conduce a un ablandamiento de las aleaciones multicomponentes. Las aleaciones con 20 y 32 at.% de Nb demuestran alta permeabilidad al hidrógeno (1.05 y 0.96 x 10-8 molH2m-1s-1Pa-0.5, respectivamente) a 400 grados C, lo que las hace prometedoras para aplicaciones de membranas de purificación de hidrógeno. Las aleaciones multicomponentes con un alto contenido de Nb (55 at.%) tienen baja resistencia a la fragilización por hidrógeno.
Descripción
Se sintetizaron nuevas aleaciones multicomponentes de Nb-Ni-Ti-Zr-Co con 20-55 at.% de Nb a partir de polvos metálicos mediante fusión por arco. Las aleaciones resultantes consisten principalmente en fases ricas en Nb y fases eutécticas de estructura centrada en el cuerpo (BCC). El contenido de la fase BCC eutéctica es más alto para una composición equimolar, mientras que el contenido de la fase BCC rica en Nb aumenta con el contenido de Nb en la aleación. El contenido de fases secundarias es el más alto para la aleación con 32 at.% de Nb. Según cálculos ab initio, el hidrógeno ocupa sitios intersticiales tetraédricos en la fase rica en Nb y sitios octaédricos en la fase BCC eutéctica. Se calcularon las energías de unión del hidrógeno para diferentes concentraciones de Nb. Un aumento en la fase rica en Nb conduce a un ablandamiento de las aleaciones multicomponentes. Las aleaciones con 20 y 32 at.% de Nb demuestran alta permeabilidad al hidrógeno (1.05 y 0.96 x 10-8 molH2m-1s-1Pa-0.5, respectivamente) a 400 grados C, lo que las hace prometedoras para aplicaciones de membranas de purificación de hidrógeno. Las aleaciones multicomponentes con un alto contenido de Nb (55 at.%) tienen baja resistencia a la fragilización por hidrógeno.