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06.01.2020 | Metals & corrosion | Ausgabe 11/2020

Journal of Materials Science 11/2020

Coherent phase decomposition in the PdH system

Zeitschrift:
Journal of Materials Science > Ausgabe 11/2020
Autoren:
R. B. Schwarz, A. K. Khachaturyan, A. Caro, M. I. Baskes, E. Martinez
Wichtige Hinweise

Publisher's Note

Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations.

Abstract

We have used molecular dynamics and Monte Carlo methods to simulate the structure and phase stability of a Pd crystal in thermodynamic equilibrium with molecular hydrogen gas at temperature T and pressure \( P_{g}^{H2} \). The pressure–composition–temperature (PCT) curves were deduced under the extreme conditions of an open system (Pd crystal in equilibrium with a large-volume H2 gas reservoir) and a closed system (Pd crystal in equilibrium with H2 gas reservoir of infinitesimal volume). The PCT curves from the open simulations reproduce the experimental observations, including the ubiquitous hysteresis. The PCT curves from the closed-system simulations are continuous curves. Below a tri-critical point, the Pd–H system decomposes into two coherent phases. We find excellent agreement between the present simulation results and the predictions of the Schwarz–Khachaturyan theory for the decomposition of a Pd–H alloy into two coherent hydride phases.

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