Энергия внедренных атомов. Состояние атомов водорода в металлах.

В рамках континуальной теории упругости модуль вектора упругого смещения в неограниченной изотропной среде убывает с расстоянием пропорционально r^-2. Таким образом, внедренные атомы создают вокруг себя поля упругих смещений, обеспечивающие их взаимодействия друг с другом.

где P_ik- компоненты симметричного тензора, а Îb_ik – компоненты тензора деформации внешнего поля (в частности, созданного другими дефектами).

Из теории упругости известно, что энергия взаимодействия U точечных дефектов по порядку величины равна vEu_o², где v - объем элементарной ячейки кристалла, Е – модуль упругости и u_о – коэффициент концентрационной зависимости температурного линейного расширения кристалла. Так как первые две величины для растворов внедрения и замещения практически одинаковы (v » 10^-23 см³, E » 10¹² Па), а величина uо для первого ( » 1) на два порядка больше, чем для второго (»10^-2), то U_вн » 1 эВ, а U_зам 10^-4 эВ, т.е. различие между ними достигает четырех порядков.

Приведенные соображения послужили основанием для предположений о решающем вкладе дальнодействующих деформационных взаимодействий в энергию связи внедренных в переходные металлы атомов.

Состояние атомов водорода в металлах

Атомное состояние водорода в междоузельных порах кристаллической решетки в металлах характеризуется размещением, волновой функцией, и энергией колебательного движения.

Водород, абсорбированный металлом, может находиться в нем в различных состояниях: а) растворяться в металле; 6) сегрегировать на несовершенствах кристаллического строения; в) адсорбироваться на поверхности микронесплошностей и частицах вторых фаз; г) скапливаться в микропорах в молекулярной форме; д) образовывать гидриды с основным металлом; е) вступать во взаимодействие с легирующими элементами и вторыми фазами.