Дослідження системи LaNi5-водень-кисень методом вторинної іонної мас-спектрометрії
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe66.8.723Ключові слова:
вторинна iонна мас-спектрометрiя (ВIМС), поверхня, сплави-накопичувачi водню, водень, кисень, гiдридиАнотація
У роботi представлено результати дослiдження поверхнi сплаву LaNi5 методом мас-спектрометрiї вторинних iонiв. Показано, що одночасний вплив водню i кисню на поверхню сплаву приводить до утворення складної поверхневої хiмiчної структури, що складається з гiдридiв, гiдроксидiв i оксидiв лантану та нiкелю. Стехiометричнi спiввiдношення у цих сполуках визначаються долями водню i кисню у газовiй сумiшi. Взаємодiя кисню з поверхнею сплаву викликає поверхневу сегрегацiю i угруповання атомiв нiкелю з утворенням великих нiкелевих кластерiв. Доки на поверхнi таких кластерiв є вiльнi вiд оксидiв i гiдроксидiв дiлянки, вони виступають каталiтично активними центрами для дисоцiативної хемосорбцiї молекул водню i, таким чином, сприяють процесам гiдрування.
Посилання
G. Sandrock. A panoramic overview of hydrogen storage alloys from a gas reaction point of view. J. Alloys Compd. 293-295, 877 (1999).
https://doi.org/10.1016/S0925-8388(99)00384-9
L. Schlapbach, A. Seiler, F. Stucki, H.C. Siegmann. Surface effects and the formation of metal hydrides. J. Less Common Met. 73, 145 (1980).
https://doi.org/10.1016/0022-5088(80)90354-9
A.N. Perevesenzev, 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 application in atomic technology. Fiz. Elem. Chast. At. Yad. 19, 1386 (1988) (in Russian).
G.D. Sandrock, P.D. Goodell. Surface poisoning of LaNi5, FeTi and (Fe, Mn) Ti by O2 and H2O. J. Less Common Met. 73, 161 (1980).
https://doi.org/10.1016/0022-5088(80)90355-0
G.D. Sandrock, P.D. Goodell. Cyclic life of metal hydrides with impure hydrogen: overview and engineering considerations. J. Less Common Met. 104, 159 (1984).
https://doi.org/10.1016/0022-5088(84)90452-1
H. Uchida, M. Ozawa. Kinetics of hydrogen absorption by LaNi5 with oxide surface layers. Z. Phys. Chem. NF 147, 77 (1986).
https://doi.org/10.1524/zpch.1986.147.1_2.077
P. Selvam, B. Viswanathan, C.S. Swamy, V. Srinivasan. Surface properties and their consequences on the hydrogen sorption characteristics of certain materials J. Less Common Met. 163, 89 (1990).
https://doi.org/10.1016/0022-5088(90)90088-2
F. Schweppe, M. Martin, E. Fromm. Hydrogen absorption of LaNi5 powders precovered with O2, CO, H2S, CO2 or N2. J. Alloys Compd. 253-254, 511 (1997).
https://doi.org/10.1016/S0925-8388(96)03002-2
H.C. Siegmann, L. Schlapbach, C.R. Brundle. Self-restoring of the active surface in the hydrogen sponge LaNi5. Phys. Rev. Lett. 40, 972 (1978).
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.40.972
L. Schlapbach, A. Seiler, H.C. Siegmann, T.V. Waldkirch, P. Zucher, C.R. Brundle. Self restoring of the active surface in LaNi5. Int. J. Hydrog. Energy 4, 21 (1979). https://doi.org/10.1016/0360-3199(79)90126-5
L. Schlapbach, C.R. Brundle. XPS study of the chemisorption induced surface segregation in LaNi5 and ThNi5. J. Phys.-Paris 42, 1025 (1981). https://doi.org/10.1051/jphys:019810042070102500
Th. von Waldkirch, P. Zurcher. Surface segregation in LaNi5 induced by oxygen. Appl. Phys. Lett. 33, 689 (1978). https://doi.org/10.1063/1.90531
F. Stucki, L. Schlapbach. Magnetic properties of LaNi5, FeTi, Mg2Ni and their hydrides. J. Less Common Met. 74, 143 (1980).
https://doi.org/10.1016/0022-5088(80)90084-3
J.J. Burton, E.S. Machlin. Prediction of segregation to alloy surfaces from bulk phase diagrams. Phys. Rev. Lett. 37, 1433 (1976). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.37.1433
W.E. Wallace, R.F. Karlicek, H. Imamura. Mechanism of hydrogen absorption by lanthanum-nickel (LaNi5). J. Phys. Chem. 83, 1708 (1979). https://doi.org/10.1021/j100476a006
H. Uchida, Y. Ohtani, M. Ozawa, T. Kawahata, T. Suzuki. Surface processes of H2 in the initial activationof LaNi5. J. Less Common Met. 172-174, 983 (1991). https://doi.org/10.1016/S0022-5088(06)80004-4
H. Uchida, Y. Ohtani, T. Kawahata, H. Minamitanj, N. Ninomiya, E. Fromm, N. Hosoda, H.H. Uchida. Reaction kinetics of H2 absorption by lanthanum with and without surface oxide layers. J. Less Common Met. 172-174, 832 (1991). https://doi.org/10.1016/0022-5088(91)90210-U
K.-H. Muller, H. Paulus, G. Kiss The influence of surface effects on the hydrogen absorption investigated on the V-H model system. Appl. Surf. Sci. 179, 292 (2001). https://doi.org/10.1016/S0169-4332(01)00297-5
V.T. Cherepin. Ion Microprobe Analysis (Naukova Dumka, 1992) (in Russian).
H. Zuchner, U. Bilitewski, G. Kirch. Auger electron spectroscopy and secondary ion mass spectrometry investigations of the activation of TiFe for hydrogen uptake. J. Less Common Met. 101, 441 (1984). https://doi.org/10.1016/0022-5088(84)90120-6
Metal Hydrides. Edited by W. M'uller, J. Blackledge, G. Libowitz (Atomizdat, 1973) (in Russian).
C.J. Smithells. Metals Reference Book, 7th ed. Edited by E.A. Brandes and G.B. Brook (Butterworth-Heinemann, 1992) [ISBN: 0 7506 3624 6].
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
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}
