Фундаментальные основы разработки Nb-содержащих высокоэнтропийных сплавов для создания перспективных металлических мембран глубокой очистки водорода

Объектом исследования являются высокоэнтропийные сплавы системы Nb-Ni-Co-TM1-ТM2. Цель работы – установление закономерностей взаимодействия и миграции водорода в высокоэнтропийных сплавах системы Nb-Ni-Co-TM1-ТM2 на основе данных численного моделирования первопринципными методами и экспериментальных исследований. В результате выполнения НИР получены следующие результаты: 1) Оптимизирована первопринципными методами атомная структура системы Nb-Ni-Co-TM1-ТM2 для различных значений концентраций элементов. 2) Рассчитаны энергии связи водорода в октаэдрических и тетраэдрических междоузлиях системы Nb-Ni-Co-TM1-ТM2 в зависимости от концентрации элементов. 3) Синтезированы высокоэнтропийные сплавы Nb-Ni-Co-TM1-ТM2 методом дуговой плавки. Исследовано структурно-фазового состояние и водородопроницаемость синтезированных сплавов, а также процессы сорбции и диффузии в них водорода. 4) Рассчитана электронная структура системы Nb-Ni-Co-TM1-ТM2-H и проведен анализ характера химической связи между атомами изучаемых систем. 5) Установлена роль различных атомов переходных металлов (TM) в процессах накопления и миграции атомов водорода в ВЭС. Основным результатом выполнения НИР являются рекомендации по выбору элементного состава, а также определению оптимальной концентрации элементов для синтеза высокоэнтропийных сплавов с высокой водородной проницаемостью. Для обеспечения высокой проницаемости водорода в качестве переходных металлов рекомендуется использование Ti, V или Zr, при этом необходимо не допускать неравномерного распределения Zr в ОЦК фазах ВЭС системы Nb-Ni-Co-TM1-ТM2.