Tesis

La presente tesis se ha centrado en el estudio de la Solubilidad Sólida Terminal (SST) de hidrógeno en la aleación de Zr-2,5Nb, con granos de fase α (hcp) rodeados por una fase β (bcc). Para ello las muestras fueron sometidas a un tratamiento térmico de envejecimiento a 470°C durante 10 h, para descomponer la fase β-Zr y producir un cambio en su cantidad y en él % de Nb en la fase β, una Carga Gaseosa de hidrógeno y un tratamiento de homogeneización para distribuir el hidrógeno en todo el volumen de la muestra. Los materiales se caracterizaron mediante Microscopía Óptica, Microscopía Electrónica de Barrido, Rayos X. Las muestras también fueron analizadas mediante Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC), para determinar las temperaturas de disolución () y precipitación () de los hidruros, y a partir de estos construir las curvas de solubilidad sólida terminal (SST) de hidrógeno. Los resultados se compararon con otros tratamientos térmicos reportados en la literatura. Paralelamente, se emplearon los códigos de los primeros principios SIESTA y VASP, basados en la teoría del funcional de la densidad (DFT) para realizar cálculos de solubilidad de hidrógeno en Zr-hcp; por otro lado, se usó el código DIMER con VASP y MONOMER con SIESTA, este código es el que calcula la barrera de energía para que el H pueda migrar de un sitio a otro: intersticial, octaedral o tetraedral.

Las mediciones mostraron que el tratamiento usado en esta tesis no afecta sensiblemente la microestructura en comparación con tratamientos a 380 °C de otros autores; sin embargo la SST de hidrógeno es superior. Este resultado es contrario a lo esperado si solo se tiene en cuenta el cambio de % de Nb en la fase β. En cuanto a la solubilidad sólida de precipitación se corroboró que aumenta cuando la temperatura de disolución previa es de 450°C (SSTP1) en comparación a 380°C (SSTP2).