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Oxygen diffusion in niobium and NbZr alloys

1977; University of Toronto Press; Volume: 25; Issue: 10 Linguagem: Inglês

10.1016/0001-6160(77)90211-5

1878-0768

R. A. Perkins, R.A. Padgett,

Hydrogen embrittlement and corrosion behaviors in metals

The tracer diffusion of oxygen-18 in pure Nb and NbZr alloys (≤ 1% Zr) has been measured from 550 to 1100°C. After the diffusion anneal, the specimens were bombarded with protons to cause the reaction 18O(p,n)18F. The oxygen profile was then measured by autoradiographic techniques which detected the 18F. The temperature dependence of the oxygen diffusivity in pure niobum is D = 4.55 × 10−3exp (−25900RT) cm2s−1. Oxygen additions to the niobium (≤1.5 at.% O) did not significantly affect the oxygen diffusivity. As the zirconium content of the niobium increased the oxygen diffusivity decreased. As zirconium atoms are dissolved substitutionally onto the niobium lattice, they form trapping sites at which OZr clusters may be formed. The binding entropy, AS of the clusters was determined to be about −3.3 k e.u. On a mesuré de 550 à 1100°C la diffusion du traceur 18O dans le Nb pur et dans des alliages NbZr de teneur en Zr inférieure ou égale à 1%. Après le recruit de diffusion, on a bombardé les échantillons avec des protons pour provoquer la réaction 18O(p,n)18F. On mesurait ensuite le profil de la teneur en oxygène par autoradiographie, en détectant le18F. La diffusivité de l'oxygène dans le niobium pur en fonction de la température, est donnée par D = 4,55 × 10−3exp (−25900RT) cm2s−1. L'addition de moins de 1,5 at.% d'oxygène dans le niobium ne change pratiquement pas la diffusivité de l'oxygène. Lorsque la teneur en zirconium du niobium croît, la diffusivité de l'oxygène décroit. Lorsque les atomes de Zr se dissolvent substitutionnellement sur les sites du Nb, ils forment des sites de piègeage ou des amas OZr peuvent se former. On a déterminé l'entropie de liaison AS de ces amas; elle est voisine de −3,3 k e.u. Die Tracerdiffusion von Sauerstoff-18 wurde in reinem Nb und in Nb-Zr-Legierungen (≤1% Zr) zwixchen 550 und 1100°C gemessen. Nach der Diffusionswärmebehandlung wurden die Proben mit Protonen beschossen, um eine Reaktion 18O(p,n)18F zu verursachen. Danach wurde das Sauerstoffprofil mittels autoradiographischer Techniken, die 18F nachweisen, gemessen. Die Temperaturabhängigkeit der Sauerstoffdiffusivität ist in reinem Niob: D = 4,55 × 10−3exp (−25900RT) cm2s−1. Sauerstoffzugaben zum Niob (⩽1,5 At.%) änderten die Sauerstoffdiffusivität nicht nennenswert. Mit ansteigendem Zirkongehalt nimmt die Sauerstoffdiffusivität ab. Da Zirkonatome substitutioneil im Niobgitter gelöst werden, stellen sie Einfangstellen dar, an denen O-Zr-Agglomerate gebildet werden können. Die Bindungsentropie dieser Agglomerate AS wurde zu etwa − 3,3 k bestimmt.