ВІМС дослiдження поверхнi сплавiв на основi лантану
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe62.10.0845Ключові слова:
ВIМС, поверхня, водень, гiдриди, сплави-накопичувачi воднюАнотація
У роботi представленi результати дослiдження поверхнi iнтерметалевих сплавiв LaNi5, LaNi4,75Al0,25 та LaNi4,5Mn0,5 методом вторинної iонної мас-спектрометрiї. Показано, що при парцiальних тисках водню 10^−7 – 10^−2 Па i температурах 300–900 K процеси взаємодiї водню з дослiджуваними сплавами мають мiсце тiльки на поверхнi та у найближчiй приповерхневiй областi. У температурному iнтервалi вiд кiмнатної до 500 К водень дифундує в помiтних кiлькостях на глибину до 10 моношарiв. При збiльшеннi температури кiлькiсть воденьвмiсних сполук на поверхнi та в приповерхневiй областi зменшується, а кiлькiсть карбiдiв i оксидiв компонентiв сплавiв збiльшується. З накопиченням водню на поверхнi утворюється воденьвмiсна структура, у якiй атоми нiкелю хiмiчно пов’язанi iз двома атомами водню, а атоми лантану – бiльш нiж з двома.
Посилання
B.A. Kolachev, R.E. Shalin, A.A. Ilyin. Hydrogen Storage Alloys (Metallurgiya, 1995) (in Russian).
J.H.N. van Vucht, F.A. Kuijpers, H.C.A.M. Bruning. Reversible room-temperature absorption of large quantities of hydrogen by intermetallic compounds. Philips Res. Repts. 25, 133 (1970).
V.M. Azhazha, M.A. Tikhonovskii, A.G. Shepelev, Yu.P. Kurilo, T.A. Ponomarenko, D.V. Vinogradov. Materials for hydrogen storage: Analysis of development trends based on information flow data. Vopr. At. Nauki Tekhn. No. 1, 145 (2006) (in Russian).
P. Dantzer. Properties of intermetallic compounds suitable for hydrogen storage applications. Mater. Sci. Eng. 329-331, 313 (2000).
https://doi.org/10.1016/S0921-5093(01)01590-8
B.P. Tarasov, M.V. Lototskii, V.A. Yartys. The problem of hydrogen storage and the prospects for using hydrides for hydrogen accumulation. Ross. Khim. Zh. 50, No. 6, 34 (2006) (in Russian).
S. Luo, J.D. Clewley, T.B. Flanagan, R.C. Bowman, L.A. Wade. Further studies of the isotherms of LaNi5− Sn –H for x = 0 − 0.5. J. Alloys Compd. 267, 171 (1998).
https://doi.org/10.1016/S0925-8388(97)00536-7
A.N. Perevezentsev, B.M. Andreev, V.K. Kapyshev, L.A. Rivkis, M.P. Malek, V.M. Bystritskii, V.A. Stolupin. Hydrides of intermetallic compounds and alloys, their properties and applications in nuclear engineering. Fiz. Elem. Chast. At. Yadra 19, 1386 (1988) (in Russian).
T. Takeshita, S.K. Malik, W.E. Wallace. Hydrogen absorption in RNi4Al (R = rare earth) ternary compounds. J. Solid State Chem. 23, 271 (1978).
https://doi.org/10.1016/0022-4596(78)90074-9
M.H. Mendelsohn, D.M. Gruen, A.E. Dwight. The effect of aluminum additions on the structural and hydrogen absorption properties of AB5 alloys with particular reference to the LaNi5− Al ternary alloy system. J. Less Common Metals 63, 193 (1979).
https://doi.org/10.1016/0022-5088(79)90243-1
L.G. Shcherbakova, Yu.M. Solonin, Ye.N. Severyanina. Influence of metal substitute on electrochemical and sorption characteristics of LaNi5 based alloys. In Carbon Nanomaterials in Clean Energy Hydrogen Systems, edited by B. Baranowski, S.Yu. Zaginaichenko, D.V. Schur, V.V. Skorokhod, A.Veziroglu (Springer, 2008), p. 645.
H. Diaz, A. Percheron-Guegan, J.C. Achard, C. Chatillon, J.C. Mathieu. Thermodynamic and structural properties of LaNi5− Al compounds and their related hydrides. Int. J. Hydrogen Energy 4, 445 (1979).
https://doi.org/10.1016/0360-3199(79)90104-6
P.D. Goodell. Cycling hydriding response of LaNi5 in hydrogen containing oxygen as a minor impurity. J. Less Common Metals 89, 45 (1983).
https://doi.org/10.1016/0022-5088(83)90247-3
K. Suzuki, K. Ishikawa, K. Aoki. Degradation of LaNi5 and LaNi4.7Al0.3 Hydrogen-absorbing alloys by cycling. Mater. Trans. JIM 41, 581 (2000).
https://doi.org/10.2320/matertrans1989.41.581
J.I. Han, J.Y. Lee. Influence of oxygen impurity on the hydrogenation properties of LaNi5, LaNi4.7Al0.3 and MmNi4.5Al0.5 during long-term pressure-induced hydriding-dehydriding cycling. J. Less Common Metals 152, 329 (1989).
https://doi.org/10.1016/0022-5088(89)90100-8
P. Dantzer. Static, dynamic and cycling studies on hydrogen in the intermetallics LaNi5 and LaNi4.77Al0.22. J. Less Common Metals 131, 349 (1987).
https://doi.org/10.1016/0022-5088(87)90534-0
R.C. Bowman, D.M. Gruen, M.H. Mendelsohn. NMR studies of hydrogen diffusion in -LaNi5− Al hydrides. Solid State Commun. 32, 501 (1979).
https://doi.org/10.1016/0038-1098(79)90362-4
R.C. Bowman, B.D. Craft, A. Attalla, M.H. Mendelsohn, D.M. Gruen. Role of aluminum substitution on hydrogen diffusion in -LaNi5− Al H. J. Less Common Metals 73, 221 (1980).
https://doi.org/10.1016/0022-5088(80)90307-0
C.E. Lundin, F.E. Lynch, C.B. Magee. A correlation between the interstitial hole sizes in intermetallic compounds and the thermodynamic properties of the hydrides formed from those compounds. J. Less Common Metals 56, 19 (1977).
https://doi.org/10.1016/0022-5088(77)90215-6
W.E. Wallace, E.B. Boltich. Reduction of hydrogen solubility by alloying RNi5 systems with Al. J. Solid State Chem. 33, 435 (1980).
https://doi.org/10.1016/0022-4596(80)90168-1
C. Lartigue, A. Percheron-Guegan, J.C. Achard. Thermodynamic and structural properties of LaNi5− Mn compounds and their related hydrides. J. Less Common Metals 75, 23 (1980).
https://doi.org/10.1016/0022-5088(80)90365-3
L. Schlapbach, A. Seiler, F. Stucki, H.C. Siegmann. Surface effects and the formation of metal hydrides. J. Less Common Metals 73, 145 (1980).
https://doi.org/10.1016/0022-5088(80)90354-9
V.A. Litvinov, A.G. Koval, B.M. Fizgeer. On the energy spectra of secondary ions sputtered from the surface of certain metals and their oxides. Izv. Akad Nauk SSSR Ser. Fiz. 55, 2423 (1991) (in Russian).
V.A. Litvinov, V.T. Koppe, V.V. Bobkov. SIMS investigations of hydrogen interaction with a zirconium getter alloy surface. Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 76, 553 (2012).
https://doi.org/10.3103/S1062873812050152
A.A. Radtsig and B.M. Smirnov, Handbook on Atomic and Molecular Physics (Atomizdat, 1980) (in Russian).
R. Dobrileit, H. Zuchner. SIMS investigations on the SmCo5D and LaNi5H systems. Z. Naturforsch. A 50, 533 (1995).
https://doi.org/10.1515/zna-1995-0604
H. Zuchner, J. Kintrup, R. Dobrileit, I. Untiedt. Chemical structure and bonding characteristics of metal hydrogen systems studied by the surface analytical techniques SIMS and XPS. J. Alloys Compd. 293–295, 202 (1999).
https://doi.org/10.1016/S0925-8388(99)00420-X
P. Joyes. Sur la formation d'ions polyatomiques secondaires. J. Phys. (Paris) 44, 221 (1983).
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
