Elektronische Einflüsse bei der Diffusion von Wasserstoff in Legierungsreihen des Palladiums

Abstract

Die Beweglichkeit von Tritium in Palladiumlegierungen rnit Ag, V und Ni als Legierungspartner wurde rnit einem time-lag-Verfahren untersucht, wobei die P-Strahlung des Tritium-Zerfalls als MeBsignal benutzt wurde; diese Methode gestattet die Messung innerer Konzentrationsverschiebungen ohne den EinfluR storender Grenzflachenhemmungen. Es wurde gefunden, daB geringe Legierungszusatze die Aktivierungsenergie der Tritium-Diffusion nicht beeinflussen; hohere Legierungsanteile an Ag und V fuhren dagegen zu einem starken Anwachsen der Aktivierungsenergie, wahrend der isoelektronische Legierungspartner Ni die Aktivierungsenergie innerhalb der MeBfehlergrenzen nicht verandert. Zur Deutung der Ergebnisse wird die Aktivierungsenergie der Diffusion in einen Grundanteil des Pd-Wirtsgitters und einen elektronischen Zusatzterm aufgespalten. Dieser steht in engem Zusammenhang rnit der VEK und kann aus dem Abschirmpotential der zulegierten Storatome annahernd berechnet werden. Der Grundanteil der Aktivierungsenergie kann in erster Naherung mit der Energie der elastischen Verzerrung des Pd-Wirtsgitters beim Diffusionssprung identifiziert werden.The mobility of tritium in Pd-alloys with Ag, V and Ni has been investigated by time-lag measurements, where the P-radiation of the tritium decay was taken as measuring signal; this method allows the determination of internal concentration shifts without disturbance by inhibiting effects of interface transfer. It has been found, that small additions of the alloying components do not change the activation energy of tritium diffusion; higher concentrations of Ag and V, however, lead to steep rises of the activation energy, whereas the isoelectronic Ni as alloying partner does not influence the activation energy within the limits of experimental error. For interpretation of the results the activation energy of diffusion is divided into a basic contribution of the Pd host lattice and an additional electronic term. This term is closely connected with the VEC, and can be calculated from the screening potential of the impurity atoms. The basic part of the activation energy can approximately be identified with the energy of elastic strain of the Pd lattice brought about by the diffusion jump.

The diffusion of hydrogen and deuterium through self-stressed Pd77Ag23 membrane

“…Palladium-silver alloys are commercially used membranes for purification and separation of hydrogen, therefore diffusion and solubility of hydrogen in palladium-silver alloys were investigated in many papers [1][2][3][4][5][6][7][8][9]. The diffusivity of hydrogen in palladium-silver membranes depends on silver content.…”