Effect of lattice defects on hydrogen storage properties of HfNbTiZr medium entropy alloy

Abstract

Hydrogenation/dehydrogenation behavior of a model HfNbTiZr medium entropy alloy (MEA) was systematically investigated to elucidate the effect of lattice defects on hydrogen storage properties. The densities of grain boundaries and dislocations in the MEA were precisely tailored through deformation and annealing processes. Electrochemical hydrogen charging followed by thermal desorption spectroscopy was employed to assess hy drogenation/dehydrogenation behavior. The specimen ultrahigh-strained by high-pressure torsion (HPT) exhibited superior hydrogenation kinetics. Cold rolled specimens displayed fast kinetics in the initial stage of hydrogenation. While annealed (fully recrystallized) specimens showed enhanced kinetics in the later stage, eventually reaching hydrogen content comparable to the HPT-processed specimen.Chování střední entropií HfNbTiZr (MEA) při /dehydrogenace modelové slitin bylo systematicky zkoumáno s cílem objasnit vliv mřížkových vad na schopnost ukládání vodíku. Hustoty hranic zrn a dislokací v MEA byly přesně upraveny pomocí deformačních a žíhacích procesů. Elektrochemické nabíjení vodíkem následované spektroskopií tepelné desorpce bylo použito k posouzení chování hydrogenace/dehydrogenace. Vzorek zatížený extrémní deformací vysokotlakým krutem(HPT) vykazoval vynikající kinetiku hydrogenace. Za studena válcované vzorky vykazovaly rychlou kinetiku v počátečním stádiu hydrogenace. Zatímco žíhané (úplně rekrystalizované) vzorky ukázaly zlepšenou kinetiku v pozdější fázi, nakonec dosáhly obsahu vodíku srovnatelného se vzorkem zpracovaným HPT.