Kinetische Untersuchungen über Wasserstoffabsorption in α‐Titan

Abstract

Die Reaktion H2(g) ⇌ 2H (gelöst) wurde an dünnen Titanproben nach der resistometrischen Meßmethode im Temperaturbereich 500 bis 700°C untersucht. Im Bereich idealer Wasserstofflöslichkeit wird folgendes Geschwindigkeitsgesetz gefunden: (kH, kR Geschwindigkeitskonstante, K Adsorptionskonstante, xH Konzentration gelösten Wasserstoffs in α‐Titan). Dieses Gesetz beschreibt die Dissoziation des H2‐Moleküls für die Hydrierung, die Rekombination zweier Wasserstoffatome für die Dehydrierung als geschwindigkeitsbestimmende Teilschritte. Die Geschwindigkeit der einzelnen Teilschritte wird durch die Konzentration des gelosten Wasserstoffs erniedrigt. — Als Ursache dafür wird ein Segregationsgleichgewicht zwischen gelösten Atomen und Atomen in interstitiellen Reaktionsplätzen in der Oberfläche angenommen. Die Enthalpie dieser Oberflächenanreicherung ist −183 kJ mol−1. Die Aktivierungsenergie der Hinreaktion ist 41,9 kJ mol−1, die der Rückreaktion 84,6 kJ mol−1, hieraus ergibt sich die Reaktionsenthalpie zu −23,9 kJ mol−1. — Bei höheren Temperaturen ( T > 700°C) und höheren Konzentrationen wird eine Zunahme der Geschwindigkeit der Hinreaktion beobachtet. Sie kann durch den Zusatzterm exp(GxH/R T ) beschrieben werden, worin G die Gitterdeformationsenergie bedeutet .