スカンジウム水素化物

スカンジウム水素化物（スカンジウム-水素合金とも呼ばれる）は、スカンジウムと水素を組み合わせた合金です。水素は硬化剤として働き、スカンジウム原子の結晶格子内の転位が互いに滑り合うのを防ぎます。水素の量を変化させることで、得られるスカンジウム水素化物の硬度などの特性を制御できます。水素含有量を増やしたスカンジウム水素化物は、スカンジウムよりも硬くすることができます。

これは、スカンジウム箔を水素で段階的に水素化することによって形成することができる。^{[ 1 ]}

スカンジウム水素化物を構成する狭い濃度範囲では、水素とスカンジウムの混合物は 2 つの異なる構造を形成することができる。室温では、スカンジウムの最も安定な形態は六方最密充填(HCP) 構造の α-スカンジウムである。^{[ 2 ]}これは、22 °C で最大 0.89 wt% までの適度な濃度の水素を溶解できる、かなり柔らかい金属材料である 。室温でスカンジウム水素化物が 0.89% を超える水素を含む場合、面心立方(FCC) 構造の δ 相に変化する。これは、スカンジウム水素化物の水素含有量の上限を反映して、最大 4.29% というかなり多くの水素を溶解することができる。

研究によると、極限条件下で生成されるη相と呼ばれる第三相が存在することが示唆されている。この相は最大6.30%の水素を溶解することができる。

スカンジウム金属中の水素拡散には濃度依存性の活性化エネルギーが観測されている。^{[ 3 ]}