Синтез і електрохімічне гідрування фаз RxTb2-xNi17 та Tb2Ni17-yMy (R = Y, Zr, La; M = Li, Mg)

Abstract

Сплави з області існування твердих розчинів RxTb2-xNi17 та and Tb2Ni17-yMy були синтезовані методом електродугового сплавляння з подальшим відпалом за 400 ºС. Кількісний та якісний склад сплавів та порошків електродних матеріалів був визначений скануючою електронною мікроскопією та енергодисперсійною рентгенівською спектроскопією. Співвідношення Tb/R/Ni та Tb/Ni/Mg у зразках також було підтверджено рентген-флуоресцентною спектроскопією. Параметри комірок для тернарних фаз RxTb2-xNi17 (x = 0,5) становлять: a = 8,2987(9) Å, c = 8,0206(8) Å, V = 478,37(9) Å3 для R = Zr, a = 8,3161(6) Å, c = 8,0482(8) Å, V = 482,03(6) Å3 для R = Y, a = 8,3690(6) Å, c = 8,0560(7), V = 488,66(6) Å3 для R = La. Атоми Tb частково заміщуються атомами Y, Zr та La через близьке значення атомних радіусів. За умов експерименту ємнісний параметр становить 1,81 H/ф.о. для Zr-вмісного електрода, 2,29 H/ф.о. для Y-вмісного електрода та 2,31 H/ф.о. для La-вмісного електрода. У випадку одночасного заміщення електродів Li та Mg ми простежували вміст гідрогену більший за 2,5 H/ф.о. Внаслідок гідрування параметри комірок Zr- і La-вмісних фаз ізотропно збільшуються. Синтезовані гідриди можна інтерпретувати як надструктури з типом Tb2Mn17C2,5 (заповнений тип Th2Ni17). Корозійна стійкість електродів у лужному середовищі електроліту була досліджена методами рентгенофазового аналізу, скануючої електронної мікроскопії, енергодисперсійної рентгенівської спектроскопії, циклічної вольтамперометрії та електрохімічної імпедансної спектроскопії. Електрод на основі Y0,5Tb1,5Ni17 демонструє потенціал корозії -0.540 В, електроди зі складом Zr0,5Tb1,5Ni17 та La0,5Tb1,5Ni17 характеризуються потенціалом корозії -0.413 В та -0.405 В, відповідно. Електроди, що містять одночасно Li- та Mg- демонструють потенціал корозії -0.410 В (Tb2Ni16.4Li0.2Mg0.4) та -0.550 В (Tb2Ni15.6Li0.6Mg0.8).