Hydrogen embrittlement of C40 transition-metal disilicides
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Abstract
The improvement of hydrogen embrittlement (HE) is a key problem for transition-metal silicides. Although C40 TMSi2disilicides are attracted candidates for ultrahigh-temperature applications, the HE mechanism of TMSi2is unclear. Importantly, the role of hydrogen on the structural configuration, elastic modulus, and hardness of TMSi2is entirely unknown. To reveal the HE, we study the role of hydrogen in TMSi2(TM=Nb, Mo, and W) based on the first-principles calculations. Four H-doped sites are considered in detail. The calculated results show that hydrogen is favorable to occupy the octahedral interstitial site because the C40 TMSi2layered structure is favorable to absorb hydrogen. H-doping results in lattice expansion ofc-axis compared with thea-axis andb-axis. H-doping obviously reduces the elastic modulus and hardness of TMSi2due to the interaction between hydrogen and TMSi2. In addition, H-doping changes the electronic properties of MoSi2and WSi2.
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Research context
OpenAlex topics: Intermetallics and Advanced Alloy Properties · Semiconductor materials and interfaces · Advanced ceramic materials synthesis
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