β-zirconium -nickel 합금에서 수소의 확산

Abstract

Zr-Ni 합금과 수소와의 반응의 Kinetic 을 TGA(ThermoGravimetric Analysis) 방법으로 900℃ - 1080℃ 온도 범위에서 400Torr-와 600Torr-의 수소압력으로 연구하였다. 반응을 지배하는 단계는 합금을 통한 수소의 확산이라는 것을 알 수 있었다. Zr-Ni 합금 (0.5 a/o,1.09a/o, 1.5 a/o,2.3a/o Ni-Zr) 에서의 수소 확산계수는 D=0.2902 exp [-(9859 ± 849)/RT] ㎠/sec. ; 0.5 a/o Ni-Zr D=1.786 exp [-(12010 ± 907)/RT] ㎠/sec. ; 1.09a/o Ni-Zr D=6.403 exp [-(13550 ± 587)/RT] ㎠/sec. ; 1.5 a/o Ni-Zr D=164.0 exp [-(15910 ± 1740)/RT] ㎠/sec. ; 2.3a/o Ni-Zr 과 같이 얻어졌다. 합금원소로 첨가된 Nickel 은 Zr-Ni 합금에서 수소확산의 활성화 에너지를 현저하게 증가시켰으며 이 현상은 Nickel 이 Zirconium 격자의 interstitial site 의 크기를 감소시키는 것으로 설명될수 있었다.