表面有阳极氧化层的钛吸氘动力学

应用反应速率分析方法,测定了钛片和表面有阳极氧化层的钛片在恒容体系和475～680℃下的吸氘反应速率常数,得到钛片和有阳极氧化层的钛片吸氘的活化能分别为112±2kJ/mol和187±3 kJ/mol;钛表面氧化层越厚,表观活化能越大;实验证明氧化层具有阻氘性能.     

钛吸氕、氘和氚的热力学同位素效应

在金属氢化物热力学及动力学测试系统上测定了钛吸收氕、氘和氚单质气体的压力-组成等温线(p-c-T曲线),并根据范德荷夫方程得到了钛吸收氕、氘和氚形成不同物相时的热力学参数△H^0和△S^0。实验证明,钛吸收氕、氘和氚单质气体时有显著的热力学同位素效应,在相同温度、相同原子比下,吸气平衡压力从低到高依次是氕、氘和氚,但其反应焓变和熵变从小到大依次是氚、氘和氕。     

铀吸氘和氚的动力学同位素效应

应用反应速率分析方法,在高真空金属系统中测定了金属铀在恒容体系和150～300℃范围内吸收氘和氚的p-t曲线。由p-t曲线可知,在同一温度下,铀吸氚的速率与铀吸氘的速率基本相同;而随着温度的升高,由于解吸逆反应的影响,铀吸氚(氘)的反应速率降低。根据p-t曲线计算了吸气反应在不同温度的速率常数,得到铀吸氘和氚的表观活化能分别为(-42.8±0.3)和(-43.2±1.2)kJ·mol-1。从活化能数据可以看出,铀吸氘和氚的反应动力学同位素效应不明显。     

He原子在金属Ti中的第一性原理计算

本文用基于量子化学基本原理的密度泛函理论,研究He原子在金属Ti中的几何结构和能量变化。计算得到单个He原子在完美Ti晶体中最可几占位为八面体间隙,两个He原子互相靠近时会形成稳定的原子对。进一步分析了体系优化后的能带结构和电子态密度分布。分析得出在没有缺陷存在的完美晶体中,He原子会聚集形成团簇。     

氘/氚化锆热解吸动力学同位素效应

在高真空金属系统上测定了氘化锆和氚化锆在恒容体系和775～875℃范围内热解吸的压力-时间等温线(p-t曲线),应用反应速率分析方法计算了各自在不同温度的速率常数。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化锆和氚化锆热解吸的表观活化能分别为(40.1±0.8)kJ/mol和(57.7±1.6)kJ/mol。氚化锆热解吸的表观活化能高于氘化锆热解吸的表观活化能,表现出显著的热解吸动力学同位素效应。     

铀吸、放氘/氚的热力学同位素效应

实验测定了铀吸收氘和氚单质气体的p-c-T曲线及解吸氘和氚气体的p-t曲线,获得了不同温度下吸气和解吸的平衡压,根据范德荷夫方程得到了铀吸收和解吸氘、氚的热力学参数ΔHΘ和ΔSΘ。数据显示,铀吸收氘和氚气体时,在相同温度相同原子比下,吸氘的平衡压比吸氚的平衡压低,解吸氘的平衡压也比解吸氚的平衡压低,且存在明显的滞后效应。从反应的焓变和熵变来看,铀吸、放氘/氚气体时存在较小的热力学同位素效应。