LaNi_(4.9)Al_(0.1)热力学性能的氚老化效应

测定了LaNi4 .9Al0 .1热力学性能的氚老化效应。结果表明 ,吸氚 112 0d后 ,LaNi4 .9Al0 .1氚化物的解吸等温线表现出坪台压力和可逆吸氢容量随时间的增加而降低 ,并形成残留氚 (tritiumheel) ;坪斜和热力学焓变ΔH和熵变ΔS随时间的增加而增加     

LaNi_(4.9)Al_(0.1)热力学性能的氚老化效应

测定了LaNi4.9Al0.1热力学性能的氚老化效应。结果表明,吸氚1120d后,LaNi4.9Al0.1氚化物的解吸等温线表现出坪台压力和可逆吸氢容量随时间的增加而降低,并形成残留氚（tritium hell);坪斜和热力学焓变△H和熵变△S随时间的增加而增加。     

LaNi4.7Al0.3合金贮氘氚后的老化效应

将氘氚装载到LaNi4.7Al0.3合金样品中并在室温下贮存480d或1120d,发现LaNi4.7Al0.3合金贮合金几乎能保留所有的衰变子体氦－3。通过氘氚化物的解吸等温线,观察到该合金存在显著的氚老化效应;坪压降低,坪斜增加,可逆容量减少及被称为“渣”（heel）的深捕陷氢同位素形成。实验还发现623K下除气可以部分消除这些老化效应。     

LaNi5合金长期贮氚的老化效应

为探究金属氚化物老化效应的机理,利用一个装载氘氚老化了2140天的LaNi5床开展实验研究,LaNi5合金贮氘氚2140天后能将几乎所有的衰变^3He保留在晶格内,从氘化物的解吸等温线中可以观察到显著的氚老化效应：（1）等温解吸线右移;（2）坪斜增加;（3）可逆容量减少;（4）被称为“渣”（heel）的深捕陷氢同位素的形成,实验发现,当衰变^3He在1230K高温消除后,这些老化效应完全消失,这就为氚老化效应的氦致机理提供了一个直接的证据。     

LaNi4.25Al0.75合金的吸放氚性能研究

在真空系统中,对LaNi4.25Al0.75合金的氘活化特性进行测试.测定了该合金在不同温度下的吸放氚速率曲线和P-C-T曲线,获得了LaNi4.25Al0.75T x吸、放氚的标准焓值和标准熵值.LaNi4.25Al0.75T2.5合金的生成标准焓值和标准熵值分别为(-31.8±0.8) kJ·mol-1和(-76.5±2.4) J·mol-1·K-1,其解析值分别为(-36.5±0.5) kJ·mol-1和(-84.2±1.5) J·mol-1·K-1.用四极质谱计测定了材料吸附氚气和贮存7 d时释放氚的纯度,并进行了比较.     

3He对 LaNi5储氚性能影响的第一性原理

基于第一性原理的密度泛函理论研究LaNi5储氚过程中T衰变为3He前后晶体的几何结构和能量变化,计算得到了在平衡态时3He在储氚的LaNi5合金中的最可几占位为八面体位置和十二面体位置。进一步分析了衰变前后的材料能带结构、电子态密度(DOS)分布。氦的惰性不溶使LaNi5合金晶格膨胀和电子态密度分布发生变化是影响LaNi5储氚过程中坪台压降低、斜坪增大的主要原因。在氦原子周围形成的深势阱是形成氚尾效应的主要原因之一。     

钯的氚老化效应

钯因其显著的氢同位素效应、抗毒化及良好的固氦特性,已广泛应用于氚工艺中。随着工作时间的延长,钯中衰变产生的³He将影响其应用性能。文章就氚老化对钯的p-C-T曲线、力学性能、微观结构的影响,及³He在钯中的微观行为进行了综述。氚老化导致坪压降低、坪斜增加、氚尾增加、力学性能下降。氚衰变产生的³He聚集形成氦泡,导致晶格膨胀,且在钯中形成自间隙原子簇、位错、位错环等结构缺陷。     

氢/氘化钛热解吸的动力学同位素效应

在高真空金属系统上测定了氢化钛和氘化钛在恒容体系中、350~550℃温度下热解吸氢和氘的P-t曲线;应用反应速率分析方法计算了各自在不同温度下的反应速率常数,得到氢化钛和氘化钛热解吸的表观活化能分别为27.1±0.4和42.3±1.9 kJ/mol。氘化钛热解吸氘的表观活化能高于氢化钛热解吸氢的表观活化能,表现出显著的热解吸动力学同位素效应,表明氘化钛热解吸时需要更高的初始能量;同时也说明氘化钛在相同条件下比氢化钛更稳定。     

DFT方法研究LaNi5M（M=0，D，Al）的晶体结构和电子结构

根据密度泛函理论(Density functlional theory-DFT),利用总体能量平面波赝势技术,以平面波为基集,计算了LaNi5M(M=0,D,Al)型贮氢材料的晶体结构和电子结构,获得了不同材料的总体能量、键结构、态密度以及Mulliken布居值.根据计算结果,分析并得到了LaNi5、LaNi5D和LaNi4Al电子结构的变化规律,Al取代LaNi5中部分Ni原子时优先取代晶胞中3g位的Ni原子,讨论了LaNi5在吸氘前后键结构和态密度变化情况,并用MS(Material Studio)中的Reflex模块对所建立的模型进行了模拟计算,获得了材料的中子衍射谱图.经比较与实验谱符合较好.     

氘/氚化铀热解吸的动力学同位素效应

在高真空金属系统上测定了氘/氚化铀在恒容体系和225～400℃范围内热解吸的压力-时间等温线,应用反应速率分析方法计算了各自在不同温度下的速率常数。随着温度的升高,热解吸反应的速率增大,反应的平衡压随之增高。由速率常数计算得到氘/氚化铀热解吸的表观活化能分别为(26.3±0.4)kJ/mol和(27.7±0.6)kJ/mol。活化能数据显示,氘/氚化铀热解吸反应的动力学同位素效应不明显。     

LaNi5和LaNi4.7Al0.3柱内氕氘排代模拟

假设排代过程受表面反应控制和气相中H2与D2快速达到反应平衡,建立了流速和温度恒定条件下LaNi5和LaNi4.7Al0.3柱内氕排代氘的一维数学模型。该模型基于分子碰撞理论,考虑了分离因子对氢同位素排代的影响。模型中的气-固相同位素交换几率为可变参数,其余参数使用了文献值或实验值。计算了LaNi5和LaNi4.7Al0.7柱内氕排代氘及LaNi5柱内氘排代氕过程中流出端氢同位素各组分丰度随时间的变化关系并与实验结果进行了对照。结果表明:当同位素交换几率为2.96×107时,根据数学模型获得的排代流出曲线与实验结果具有良好一致性,该模型可恰当描述金属氢化物柱内氢同位素的排代行为。     

LaNi4.7Al0.3材料的吸、放氘行为研究

ＬａＮｉ４．７Ａｌ０．３材料的吸,放氘的行为,给出了吸附容量,保留量,等温曲线,温度与平衡压的关系曲线,计算了热力参数△Ｈ和△Ｈ,为ＬａＮｉ４．７Ａｌ０．３材料的应用提供了理论依据。     

LaNi4Al贮氢合金的晶体结构

通过Ｘ射线衍射分析，利用ＰｏｗｄｅｒＩｎｄｅｘｉｎｇ程序计算了ＬａＮｉ４Ａｌ的晶胞参数和晶胞体积。开发应用计算机软件Ｃａｓｔｅｐ计算了ＬａＮｉ４Ａｌ合金的单胞、双胞及八胞体系的单点能（Ｅｓｐ），确定了Ａｌ对ＬａＮｉ５晶胞中不同位置的Ｎｉ的取代是随机的，其晶体结构与ＬａＮｉ５相同，都属Ｐ６／ｍｍｍ空间群。研究结果为探讨Ｌａ－Ｎｉ－Ａｌ系材料的贮氦机制、贮氢机制提供了依据。     

LaNi_(4.25)Al_(0.75)吸氕、氘、氚热力学同位素效应

采用自制的全金属氢化物吸放氢实验装置,恒温等容条件下测定LaNi_(4.25)Al_(0.75)材料吸氕、氘、氚单质气体的压力-组成等温线(P-C-T曲线),并根据Van’t Hoff(范特霍夫)方程得到LaNi_(4.25)Al_(0.75)吸氕、氘、氚形成氢化物相的热力学参数焓变ΔH分别为:-44.5、-45.0、-47.1kJ·mol-1,熵变ΔS分别为:-118.0、-121.8、-127.5J·mol~(-1)·K~(-1)。结果表明:LaNi_(4.25)Al_(0.75)材料吸收氕、氘、氚单质气体,在温度较低时,同位素效应不明显;温度高于100℃时,热力学同位素效应显著。相同温度、吸气容量条件下,吸气平衡压力从低到高依次是氕、氘和氚,其反应焓变和熵变从小到大依次是氚、氘和氕。结果表明,LaNiAl合金吸氢的热力学同位素效应依赖于温度的变化。     

La—Ni—Al系贮氢材料的吸,放氢行为研究

研究了Ｌａ－Ｎｉ－Ａｌ系贮氢材料的吸、放氢行为。给出了ＬａＮｉ５－ｘＡｌｘ（ｘ＝０．２５、０．５０、０．７５、１．００）的吸附等温线、吸附速率及其氢化物的解吸平衡压与温度的关系曲线；定量确定了合金的吸附平衡压和饱和吸附容量等吸氢性能参数及基本的热力学参数ΔＨ㈠值和ΔＳ㈠值；初步探讨了上述参数与Ａｌ含量之间的定性关系。这为Ｌａ－Ｎｉ－Ａｌ系贮氢材料的应用提供了理论依据     

厚度和湿度对氚在一些橡胶和塑料中的渗透率的影响

为了研究材料结构的完整性及其湿度对氚的渗透率的影响,我们在过去工作的基础上,进行了材料厚度和湿度对氚在一些橡胶和塑料中的渗透率的实验测量工作。