Синтез тонкой пленки металлогидрида Mg2NiH4 на никелевой подложке

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

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.

Full Text

Restricted Access

About the authors

А. П. Барабан

Санкт-Петербургский государственный университет

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

А. П. Войт

Санкт-Петербургский государственный университет

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

И. Е. Габис

Санкт-Петербургский государственный университет

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

Д. И. Елец

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

Author for correspondence.
Email: elets.denis@mail.ioffe.ru
Russian Federation, г. Санкт-Петербург

А. А. Левин

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

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

Д. А. Зайцев

АО “НПО “ЛЕНКОР”

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

References

  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

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. The results of the synthesis of Mg2NiH4 films at temperatures of 400 (1), 450 (2) and 475°C (3).

Download (11KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. The results of X-ray phase analysis: RD paintings of the entire scanning range (a), RD fragments of R paintings (b). For better visualization, RD paintings of different samples (B, C and D) are shifted along the vertical axis. The numbers of the COD maps of the detected phases are indicated in (a). The theoretical positions of the Bragg angles of the observed reflexes of the crystalline phases of the film according to the indicated COD maps are shown in different symbols. Miller indices hkl of Ni reflexes (e.g. Fm3m (225)) of the substrate and Miller–Bravais indices hkil of some selected observed reflexes of Mg2Ni crystalline films (e.g. P6222 (180)) and MgNi2 (ave. gr. P63/mmc (194)).

Download (30KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Ni–Mg phase diagram [9].

Download (15KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Phenomenological model of Mg2NiH4 film growth.

Download (13KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Arrhenius graphs for the diffusion coefficient for limiting nickel fluxes (a) and incubation time (b).

Download (23KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Structure of the Mg2Ni crystal [https://som.web.cmu.edu/structures/S034-MgNi2.html ].

Download (15KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences