Синтез тонкой пленки металлогидрида Mg2NiH4 на никелевой подложке

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Работа продолжает начатое ранее исследование процесса синтеза гидрида интерметаллида Mg2NiH4 в реакции между никелевой фольгой и гидридом магния MgH2 в атмосфере водорода при давлениях, превышающих давление разложения как MgH2, так и Mg2NiH4. Синтез проводился при температурах 400 и 475°C. В совокупности с результатами, полученными ранее при температуре 450°C, установлено, что после прохождения некоторого времени инкубации рост толщины пленки Mg2NiH4 линейно зависит от времени. Во время инкубации происходит синтез подслоя интерметаллида MgNi2. Совокупность этих данных свидетельствует о справедливости предложенного ранее механизма синтеза, лимитирующим фактором которого является диффузионное поступление с постоянной скоростью атомов никеля по подслою MgNi2. На основании анализа рентгенодифракционных данных сделан вывод, что для всех трех температур синтеза толщина подслоя MgNi2 примерно одинакова. С использованием метода термодесорбционной спектроскопии установлены скорости роста пленок для всех трех температур и на основании этих данных определены кинетические параметры диффузии атомов никеля в подслое интерметаллида MgNi2.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. П. Барабан

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: elets.denis@mail.ioffe.ru
Россия, г. Санкт-Петербург

А. П. Войт

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: elets.denis@mail.ioffe.ru
Россия, г. Санкт-Петербург

И. Е. Габис

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: elets.denis@mail.ioffe.ru
Россия, г. Санкт-Петербург

Д. И. Елец

Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: elets.denis@mail.ioffe.ru
Россия, г. Санкт-Петербург

А. А. Левин

Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН

Email: elets.denis@mail.ioffe.ru
Россия, г. Санкт-Петербург

Д. А. Зайцев

АО “НПО “ЛЕНКОР”

Email: elets.denis@mail.ioffe.ru
Россия, г. Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Yartys V.A., Lototskyy M.V., Akiba E. et al. // Int. J. Hydrog. Energy. 2019. V. 44. P. 78099. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2018.12.212
  2. Baraban A.P., Chernov I.A., Dmitriev V.A. et al. // Thin Solid Films. 2022. V. 762. P. 139556. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2022.139556
  3. Baraban A.P., Dobrotvorskii M.A., Elets D.I. et al. // Thin Solid Films. 2020. V. 709. P. 138217. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2020.138217
  4. Mehrer H. // Mater. Trans. JIM. 1996. V. 37. P. 1259.
  5. Mehrer H. Diffusion in Solids.Fundamentals, Methods, Materials, Diffusion-limited Processes, Springer Series in Solid-State Sciences. Diffus Solids. 2007. V. 155. P. 41. http://link.springer.com/10.1007/978-3-540-71488-0
  6. Merkys A., Vaitkus A., Grybauskas A. et al. // J. Appl. Cryst. 2021. V. 54 (2). P. 672. https://doi.org/10.1107/S1600576720016532
  7. Evard E.A., Gabis I.E., Voyt A.P. // J Alloys Compd. 2005. V. 404–406. P. 335.
  8. Stein F., Leineweber A. // J. Mater. Sci. 2021. V. 56. P. 5321. https://doi.org/10.1007/s10853-020-05509-2
  9. Wiegand M.J., Faraci K.L., Reed B.E. et al. // J. Biomed. Mater. Res. B. Appl. Biomater. 2019. V. 107. P. 783.
  10. Bagnoud P., Feschotte P. // Int. J. Mater. Res. 1978. V. 69. P. 114. https://www.degruyter.com/document/doi/10.1515/ijmr-1978-690209/html
  11. Smith J.F., Christian J.L. // Acta Metall. 1960. V. 8. Р. 249.
  12. Andersen D., Chen H., Pal S. et al. // Int. J. Hydrog. Energy. 2023. V. 1–12. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2022.12.216

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Результаты синтеза пленок Mg2NiH4 при температурах 400 (1), 450 (2) и 475°C (3).

Скачать (11KB)
3. Рис. 2. Результаты рентгенофазового анализа: картины РД всего диапазона сканирования (а), фрагменты РД картин РД (б). Для лучшей визуализации картины РД разных образцов (B, C и D) сдвинуты вдоль вертикальной оси. Номера карт COD обнаруженных фаз указаны в (а). Теоретические позиции углов Брэгга наблюдаемых рефлексов кристаллических фаз пленки согласно указанным картам COD показаны разными символами. Указаны индексы Миллера hkl рефлексов Ni (пр. гр. Fm3m (225)) подложки и индексы Миллера–Браве hkil некоторых избранных наблюдаемых рефлексов кристаллических пленок Mg2Ni (пр. гр. P6222 (180)) и MgNi2 (пр. гр. P63/mmc (194)).

Скачать (30KB)
4. Рис. 3. Фазовая диаграмма Ni–Mg [9].

Скачать (15KB)
5. Рис. 4. Феноменологическая модель роста пленки Mg2NiH4.

Скачать (13KB)
6. Рис. 5. Графики Аррениуса для коэффициента диффузии по лимитирующим потокам никеля (а) и временам инкубации (б).

Скачать (23KB)
7. Рис. 6. Структура кристалла Mg2Ni [https://som.web.cmu.edu/structures/S034-MgNi2.html].

Скачать (15KB)

© Российская академия наук, 2024