La histéresis en el ciclo de precipitación-disolución de hidruros en aleaciones de zirconio es una ilusión
Autores: McRae, Glenn; Coleman, Christopher
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2026
Acceso abierto
Artículo científico
2026
La histéresis en el ciclo de precipitación-disolución de hidruros en aleaciones de zirconio es una ilusión
Categoría
Energía
Subcategoría
Energías renovables
Palabras clave
Resultados experimentales
Ciclos de precipitación-disolución de hidruros
Aleaciones de zirconio
Difracción de rayos X
Técnicas de módulo elástico dinámico
Calorimetría diferencial de barrido
Licencia
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Los resultados experimentales se compilan para mostrar la aparente histéresis observada en el ciclo de precipitación-disolución térmica de hidruros en aleaciones de zirconio utilizando difracción de rayos X, técnicas de módulo elástico dinámico y calorimetría diferencial de barrido (DSC). La regla de fases de Gibbs se utiliza para justificar una descripción de un hidruro estable en el sistema H-Zr en términos de un volumen de control con un hidruro en su núcleo, rodeado por un gradiente de tensión que produce un gradiente estabilizador de hidrógeno en la solución. Las condiciones para un hidruro estable se derivan cuando el flujo de hidrógeno en solución sólida es cero. Se analizan las curvas de flujo de calor de DSC con un modelo termodinámico que predice las concentraciones de hidrógeno en una solución durante el ciclo de temperatura y una descripción de los resultados experimentales que muestran cómo las concentraciones evolucionan a una temperatura constante hasta el mismo estado final cuando se pausa el ciclo, a partir del cual se considera que la histéresis es una ilusión. El volumen de control está respaldado por cálculos de energía previos, realizados con teoría de funcionales de densidad. Se discuten las implicaciones de reemplazar el parámetro de orden para métodos de campo de fase con el gradiente de la tensión de fluencia. Se presenta un método práctico para formar un hidruro estable.
Descripción
Los resultados experimentales se compilan para mostrar la aparente histéresis observada en el ciclo de precipitación-disolución térmica de hidruros en aleaciones de zirconio utilizando difracción de rayos X, técnicas de módulo elástico dinámico y calorimetría diferencial de barrido (DSC). La regla de fases de Gibbs se utiliza para justificar una descripción de un hidruro estable en el sistema H-Zr en términos de un volumen de control con un hidruro en su núcleo, rodeado por un gradiente de tensión que produce un gradiente estabilizador de hidrógeno en la solución. Las condiciones para un hidruro estable se derivan cuando el flujo de hidrógeno en solución sólida es cero. Se analizan las curvas de flujo de calor de DSC con un modelo termodinámico que predice las concentraciones de hidrógeno en una solución durante el ciclo de temperatura y una descripción de los resultados experimentales que muestran cómo las concentraciones evolucionan a una temperatura constante hasta el mismo estado final cuando se pausa el ciclo, a partir del cual se considera que la histéresis es una ilusión. El volumen de control está respaldado por cálculos de energía previos, realizados con teoría de funcionales de densidad. Se discuten las implicaciones de reemplazar el parámetro de orden para métodos de campo de fase con el gradiente de la tensión de fluencia. Se presenta un método práctico para formar un hidruro estable.