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Fracture of niobium hydride

โœ Scribed by S. Gahr; B.J. Makenas; H.K. Birnbaum


Publisher
Elsevier Science
Year
1980
Weight
729 KB
Volume
28
Category
Article
ISSN
0001-6160

No coin nor oath required. For personal study only.

โœฆ Synopsis


Consideration is given to causes for the extreme brittleness observed for most hydrides. Surface energies for cleavage of the /I NbH0.s2 f.c. orthorhombic hydride along the (IOO), and (I lo), are obtained using fracture mechanics methods. The values are shown to be about equal to those of b.c.c. niobium. The relative surface energies of niobium and NbH are consistent with measurements of phonon frequencies and elastic constants. None of the data indicates any decrease of atomic bonding due to the incorporation of hydrogen in the metal lattice. Dislocation mobility is considered on the basis of T.E.M. observations and the crystal structure. It is shown that half of the {I lO),( I1 I), slip systems cause hydrogen disordering and therefore experience a high lattice frictional stress. Domain boundaries also are shown to be dislocation barriers. Hydride brittleness is considered to result from the decrease in dislocation mobility and in the slip systems available to cause plastic blunting at elastic discontinuities. R&m&-Nous prtsentons une explication de la fragilitt extrkme observk dans la plupart des hydrures. Nous avons obtenu les tnergies superficielles de clivage de l'hydrure NbHo,s2 b orthorhombique B faces cent&s le long de (lOO), et (1lOk. par des techniques de mtcanique de la rupture. Ces valeurs sont &gales g celles du niobium cc. L.es Cnergiea superficielles relatives du niobium et de NbH sent cohtrentes avec les rtsultats de mesures de frhuences de phonons et de constantes tlastiques. Aucun de ces rtsultats ne montre de diminution de la liaison atomique due g l'introduction d'hydrog*ne dans le r&au mttallique.

On ttudie ensuite la mobilit des dislocations d partir d'observations par microscopic dlectronique et de la structure cristalline. Nous montrons que la moitiC des systbmes de glissement ( 1 lo},< 111). produit une mise en desordre de l'hydroghe et subit done un fort frottement de la part du r&au. Lcs parois de domaines constituent Cgalement des obstacles pour les dislocations. Nous pensons que la fragilitC des hydrures provient de ce que la diminution de la mobilitt des dislocations et du nombre de systbmes de glissement effectifs emp2che l'accommodement plastique aux discontinuites Clastiques.


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