氢化物形成金属中热梯度下的氢局域化

热梯度下的氢迁移与氢化物形成导致特定金属中的氢重新分布。这些金属包括锆、钛、铪及其倾向于形成氢化物的合金。本文提出了一种用于此类金属中氢局域化的计算方法。该方法利用稳态下的热通量计算温度分布（作为输入），并利用温度梯度下的氢质量通量确定二维环境中固溶体和氢化物相中的氢分布。氢沉淀为氢化物由固溶度关系确定，该关系为混合焓的指数函数，遵循van 't Hoff关系。此处将混合焓视为受热力学涨落影响的随机变量。因此，采用Einstein-Boltzmann涨落理论计算固溶体和氢化物相中氢的空间分布。氢浓度在物体的较冷区域发生局域化（Soret效应）。我们将该模型应用于锆合金Zircaloy-4，这是一种用于压水反应堆的燃料包壳材料。包壳在反应堆服役期间由于锆氧化而持续吸收氢，我们将这一点纳入考量。我们的计算结果（即氢浓度分布曲线）与文献中报道的实验观测结果具有可比性。