Vodíkem indukované defekty v titanu

• Thesis title in Czech: Vodíkem indukované defekty v titanu
• Thesis title in English: Hydrogen-induced defects in titanium
• Key words: anihilace pozitronů, vodík, vakance, dislokace
• English key words: positron annihilation, hydrogen, vacancies, dislocations
• Academic year of topic announcement: 2014/2015
• Type of assignment: Bachelor's thesis
• Thesis language: čeština
• Department: Department of Low Temperature Physics (32-KFNT)
• Supervisor: prof. Mgr. Jakub Čížek, Ph.D.
• Author: hidden - assigned and confirmed by the Study Dept.
• Date of registration: 01.10.2014
• Date of assignment: 02.10.2014
• Confirmed by Study dept. on: 30.04.2015
• Date and time of defence: 11.09.2015 00:00
• Date of electronic submission: 21.05.2015
• Date of submission of printed version: 21.05.2015
• Date of proceeded defence: 11.09.2015
• Reviewers: doc. RNDr. Martin Vlach, Ph.D.
• Advisors: RNDr. Ivan Procházka, CSc.

Guidelines

1. Studium odborné literatury a seznámení se s metodikou pozitronové anihilace a ab-initio teoretickým modelováním defektů
2. Elektrochemické dopování vzorků Ti vodíkem
3. Charakterizace vytvořených defektů pomocí anihilace pozitronů
4. Sledování změn mechanických vlastností pomocí měření tvrdosti
5. Ab-inito výpočty pozitronových parametrů pro různé konfigurace defektů v Ti a vodíku
6. Srovnání teoretických výpočtů s experimentem
7. Interpretace výsledků a sepsání práce

References

1. P.Hautojärvi: Positrons in Solids, Topics in Current Physics, Springer-Verlag (1979).
2. M.J. Puska, R.M. Nieminen J. Phys. F: Met. Phys. 13, 333 (1983).
3. P. Hautojärvi and C. Corbel, in: Positron spectroscopy of solids, Proc. Int. School of Physics "Enrico Fermi", edited by
A. Dupasquier and A. P. Mills (IOS Press, Amsterdam, 1995).
4. J. Cizek, I. Prochazka, F. Becvar, R. Kuzel, M. Cieslar, G. Brauer, W. Anwand, R. Kirchheim, A. Pundt, Phys. Rev. B 69 224106 (2004).
5. R. Kirchheim, Acta Mater. 55 (2007).

Preliminary scope of work

Vodík absorbovaný v kovech obsazuje meziatomové polohy v krystalové mříži a vytváří intersticiální tuhý roztok. Současné poznatky ukazují, že existuje silná přitažlivá interakce mezi absorbovaným vodíkem a mřížovými defekty spojenými s volným objemem, jako jsou např. vakance nebo dislokace. Vodík segreguje na povrchu defektů a působí jako tzv. 'Defactant'. Podobne jako v kapalinách surfaktanty segregují na rozhraní kapalina-kapalina nebo kapalina-pevná látka a snižují povrchové napětí, tak vodík segregující na defektech snižuje jejich formační energii. V materiálech s vodíkem je proto vznik defektů snažší a jejich koncentrace výrazně narůstá. Bylo například prokázáno, že rovnovážná koncentrace vakancí v Pd a Nb vzroste po dopování vodíkem o mnoho řádů.
V této práci bude studován vliv vodíku na defekty v Ti, který je důležitým technologickým materiálem. Vzorky Ti budou dopovány vodíkem a nově vzniklé defekty budou charakterizovány pomocí pozitronové anihilační spektroskopie (PAS). Jedná se o nedestruktivní techniku s vysokou citlivostí k defektů a atomárním rozlišením. Charakterizace na mikrostrukturní úrovni pomocí PAS bude kombinována se studiem vlivu vodíku makroskopické mechanické vlastnosti. Cílem je ověření teorie o segregaci vodíku na defektech.