Электронный научный журнал
 
Diagnostics, Resource and Mechanics 
         of materials and structures
ВыпускиО журналеАвторуРецензентуКонтактыНовостиРегистрация

2018 Выпуск 5

2018 Выпуск 5
 
2018 Выпуск 4
 
2018 Выпуск 3
 
2018 Выпуск 2
 
2018 Выпуск 1
 
2017 Выпуск 6
 
2017 Выпуск 5
 
2017 Выпуск 4
 
2017 Выпуск 3
 
2017 Выпуск 2
 
2017 Выпуск 1
 
2016 Выпуск 6
 
2016 Выпуск 5
 
2016 Выпуск 4
 
2016 Выпуск 3
 
2016 Выпуск 2
 
2016 Выпуск 1
 
2015 Выпуск 6
 
2015 Выпуск 5
 
2015 Выпуск 4
 
2015 Выпуск 3
 
2015 Выпуск 2
 
2015 Выпуск 1

 

 

 

 

 

O. A. Nefedova, V. B. Vykhodets

A PROCEDURE FOR ONLINE INVESTIGATION OF DEUTERIUM DIFFUSION IN MATERIALS

The work summarizes the application of online nuclear reaction analysis to the study of deuterium diffusion in materials. Two types of the internal diffusion source formed by the mechanism of ion implantation are considered. In one case, a deuterium solid solution is formed in the sample during implantation; in the other case, deuteride is formed. The formulation of the diffusion boundary value problem and the analytical solution are written for both cases. Simulation calculations are carried out and a criterion is constructed for identifying the diffusion source type and choosing an adequate scheme of experimental data processing. The application of the criterion in the study of deuterium diffusion in nickel and sodium samples is described.

The work was performed within the state assignment from FASO Russia (theme Spin, No. 01201463330) and partially supported by RFBR (project No. 17-03-00101).

Keywords: deuterium diffusion, internal source, deuterium solid solution, deuteride, nuclear reaction analysis, diffusion boundary value problem, analytical solution

Bibliography:

1. Nuclear Magnetic Resonance Studies of Hydrogen Diffusion, Trapping, and Site Occupation in Metals / R. Messer, A. Blessing, S. Dais, D. Höpfel, G. Majer, C. Schmidt, A. Seeger, W. Zag // Zeitschrift für Physikalische Chemie Neue Folge. – 1986. – Vol. 2. – P. 61–119. – DOI: https://doi.org/10.1524/zpch.1986.1986.Suppl_2.061.

2. Tritium diffusion in V, Nb and Ta / Zh. Qi, J. Völkl, R. Lässer, H. Wenzl // Journal of Physics F: Metal Physics – 1983. – Vol. 13, num. 10 – P. 2053–2062. – DOI: https://doi.org/10.1088/0305-4608/13/10/015.

3. Deuterium diffusion in proton conductors La0.9Sr0.1ScO3-δ and BaZr0.9 Y0.1O3-δ at room temperature / V. B. Vykhodets, T. E. Kurennykh, O. A. Nefedova, V. P. Gorelov, A. Yu. Stroeva, V. B. Balakireva, E. V. Vykhodets, S. I. Obukhov // Solid State Ionics. – 2014. – Vol. 263. – P. 152–156. – DOI: 10.1016/j.ssi.2014.06.003.

4. Vykhodets V. B., Kurennykh T. E., Nefedova O. A. Application of Nuclear Reaction Analysis to Studying Hydrogen Diffusion and Nonstoichiometry in Metal Oxides // Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures. – 2015. – Iss. 5. – P. 31–44. – URL: http://dream-journal.org/issues/2015-5/2015-5_57.html

5. Hydrogen isotope exchange in proton-conducting oxides during proton and deuteron irradiation / V. B. Vykhodets, T. E. Kurennykh, V. P. Gorelov, V. B. Balakireva, E. V. Vykhodets, S. I. Obukhov // JETP Letters. – 2013. – Vol. 97, iss. 11. – P. 624–627. DOI: https://doi.org/10.1134/S0021364013110106.

6. Карташов Э. М. Аналитические методы в теории теплопроводности твердых тел. –М. : Высш. шк., 2001.– 550 с. – ISBN 5–06–004091–7.

7. Crank J. The Mathematics of Diffusion. – London : Oxford University Press, 1975. – 414 p. – ISBN 0–19–853344–6.

8. Carslaw H. S., Jaeger J. C. Conduction of Heat in Solids. – London : Oxford University Press, 1959. – 510 p. ISBN-10: 0198533039, ISBN-13: 978–0198533030.

9. SRIM–The Stopping and Ranges of Ions in Matter [Электронный ресурс]. – URL: http://www.srim.org (дата обращения: 02.04.2018).

О. А. Нефедова, В. Б. Выходец

МЕТОДИКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИФФУЗИИ ДЕЙТЕРИЯ В МАТЕРИАЛАХ В РЕЖИМЕ ОН-ЛАЙН

В работе выполнено обобщение применения ускорительной методики ядерных реакций в режиме он-лайн для исследования диффузии дейтерия в материалах. Рассмотрены два типа внутреннего источника диффузии, сформированного по механизму ионной имплантации. В первом случае во время имплантации в образце образуется твердый раствор дейтерия, а во втором случае – дейтерид. Для обоих случаев записаны постановка краевой задачи диффузии и соответствующее аналитическое решение. Проведены модельные расчеты и построен критерий для идентификации типа диффузионного источника и выбора адекватной схемы обработки опытных данных. Описано применение критерия при исследовании диффузии дейтерия в образцах никеля и натрия.

Благодарности: Работа выполнена в рамках государственного задания ФАСО России (тема «Спин» № 01201463330) и частично поддержана РФФИ (проект № 17-03-00101).

Ключевые слова: диффузия дейтерия, внутренний источник, твердый раствор дейтерия, дейтерид, ядерный микроанализ, краевая задача диффузии, аналитическое решение

Библиография:

1. Nuclear Magnetic Resonance Studies of Hydrogen Diffusion, Trapping, and Site Occupation in Metals / R. Messer, A. Blessing, S. Dais, D. Höpfel, G. Majer, C. Schmidt, A. Seeger, W. Zag // Zeitschrift für Physikalische Chemie Neue Folge. – 1986. – Vol. 2. – P. 61–119. – DOI: https://doi.org/10.1524/zpch.1986.1986.Suppl_2.061.

2. Tritium diffusion in V, Nb and Ta / Zh. Qi, J. Völkl, R. Lässer, H. Wenzl // Journal of Physics F: Metal Physics – 1983. – Vol. 13, num. 10 – P. 2053–2062. – DOI: https://doi.org/10.1088/0305-4608/13/10/015.

3. Deuterium diffusion in proton conductors La0.9Sr0.1ScO3-δ and BaZr0.9 Y0.1O3-δ at room temperature / V. B. Vykhodets, T. E. Kurennykh, O. A. Nefedova, V. P. Gorelov, A. Yu. Stroeva, V. B. Balakireva, E. V. Vykhodets, S. I. Obukhov // Solid State Ionics. – 2014. – Vol. 263. – P. 152–156. – DOI: 10.1016/j.ssi.2014.06.003.

4. Vykhodets V. B., Kurennykh T. E., Nefedova O. A. Application of Nuclear Reaction Analysis to Studying Hydrogen Diffusion and Nonstoichiometry in Metal Oxides // Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures. – 2015. – Iss. 5. – P. 31–44. – URL: http://dream-journal.org/issues/2015-5/2015-5_57.html

5. Hydrogen isotope exchange in proton-conducting oxides during proton and deuteron irradiation / V. B. Vykhodets, T. E. Kurennykh, V. P. Gorelov, V. B. Balakireva, E. V. Vykhodets, S. I. Obukhov // JETP Letters. – 2013. – Vol. 97, iss. 11. – P. 624–627. DOI: https://doi.org/10.1134/S0021364013110106.

6. Карташов Э. М. Аналитические методы в теории теплопроводности твердых тел. –М. : Высш. шк., 2001.– 550 с. – ISBN 5–06–004091–7.

7. Crank J. The Mathematics of Diffusion. – London : Oxford University Press, 1975. – 414 p. – ISBN 0–19–853344–6.

8. Carslaw H. S., Jaeger J. C. Conduction of Heat in Solids. – London : Oxford University Press, 1959. – 510 p. ISBN-10: 0198533039, ISBN-13: 978–0198533030.

9. SRIM–The Stopping and Ranges of Ions in Matter [Электронный ресурс]. – URL: http://www.srim.org (дата обращения: 02.04.2018).

       

 

импакт-фактор

 

МРДМК 2018 title=
МРДМК 2018

ЦКП Пластометрия
НЭБ РИНЦ
Google Scholar


РНБ

Учредитель:  Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения Уральского отделения Российской академии наук
Главный редактор:  Э.C. Горкунов
При цитировании ссылка на Электронный научно-технический журнал "Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures" обязательна. Воспроизведение материалов в электронных или иных изданиях без письменного разрешения редакции запрещено. Опубликованные в журнале материалы могут использоваться только в некоммерческих целях.
Контакты  
 
Главная E-mail 0+
 

ISSN 2410-9908 Регистрация СМИ в Роскомнадзоре Эл № ФС77-57355 от 24 марта 2014 г. © ИМАШ УрО РАН 2014-2018, www.imach.uran.ru