Розпилення оксидів з поверхні LaNi5

  • Віктор О. Літвінов Харківський національний університет ім. В.Н. Каразина, м. Харків, Україна https://orcid.org/0000-0003-2311-2817
  • Іван І. Оксенюк Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, Харків, Україна https://orcid.org/0000-0002-8139-961X
  • Дмитро І. Шевченко Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, Харків, Україна https://orcid.org/0000-0002-4556-039X
  • Валентин В. Бобков Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, Харків, Україна https://orcid.org/0000-0002-6772-624X
DOI: https://doi.org/10.26565/2312-4334-2021-3-04
Ключові слова: ВІМС, інтерметалевий сплав LaNi5, кисень, поверхня, оксиди

Анотація

Методом вторинної іонної мас-спектрометрії (ВІМС) проведено дослідження змін хімічного складу поверхневих моношарів інтерметалевого сплаву LaNi5 в процесі взаємодії з киснем. Досліджувані зразки представляли собою таблетки, спресовані з дрібнозернистого сплаву LaNi5. В якості первинних іонів використовувалися іони Ar+ з енергією 10 – 18 кеВ. Щільність струму первинного пучка становила 9-17 мкА·см-2, що відповідає динамічному режиму ВІМС. Інтенсивності емісій вторинних іонів вимірювалися у динамічному діапазоні не менше 6 порядків. Перед вимірами зразки відпалювали у залишковому вакуумі при температурі ~ 1000 К. Після відпалу проводилась очистка поверхні пучком первинних іонів до повної стабілізації складу мас-спектра та інтенсивності емісій вторинних іонів. Склад газової фази контролювався за допомогою газового мас-спектрометра. Проведені дослідження показали, що в результаті впливу кисню, на поверхні і в приповерхневої області LaNi5 утворюється комплексна хімічна структура, що включає кисень, лантан і нікель. Кисень, в такій структурі утворює міцні хімічні зв'язки з обома компонентами сплаву. Про це свідчить наявність в мас-спектрах великого набору кисневмісних емісій позитивних і негативних вторинних іонів з лантаном, з нікелем, а також кисневмісних кластерних лантан-нікелевих вторинних іонів. Оксидні сполуки, що утворюються, мають об'ємну структуру і займають десятки моношарів. У такої об'ємної оксидної структурі зовнішні моношарі характеризуються найбільшим відношенням кількості атомів кисню до кількості атомів матриці. При переході до нижчого моношару це відношення зменшується. Цей процес відбувається рівномірно, без будь-яких фазових трансформацій. Спостережувані вторинні іони є продуктами розпилення оксидних сполук і не є продуктом асоціації розпилених фрагментів поверхні з киснем газової фази на етапі відльоту. Вони характеризують хімічний склад поверхневої і приповерхневої області сплаву при його взаємодії з киснем.

Завантаження

Посилання

J.H.N. van Vucht, F.A. Kuijpers, and H.C.A.M. Bruning, Philips Research Report, 25(2), 133 (1970). OSTI Identifier: 4129528.

P. Dantzer, Materials Science and Engineering, A329–331, 313 (2002). https://doi.org/10.1016/S0921-5093(01)01590-8

B.P. Tarasov, M.V. Lototsky, and V.A. Yartys, Russian Chem. J. L(6), 34 (2006). http://www.chem.msu.ru/rus/jvho/2006-6/34.pdf (In Russian)

S Luo, J.D Clewley, Ted B Flanagan, R.C Bowman Jr., and L.A Wade, J. Alloys Comp. 267(1-2), 171 (1998), https://doi.org/10.1016/S0925-8388(97)00536-7

L. Schlapbach, A. Seiler, F. Stucki, and H.C Siegmann, J. Less Common Metals, 73, 145 (1980). https://doi.org/10.1016/0022-5088(80)90354-9

F. Schweppe, M. Martin, and E. Fromm, Journal of Alloys and Compounds, 253-254, 511 (1997). https://doi.org/10.1016/S0925-8388(96)03002-2

G.D. Sandrock, and P.D. Goodell, J. Less Common Metals, 73(1), 161 (1980). https://doi.org/10.1016/0022-5088(80)90355-0

P.D.Goodel, and P.S.Rudman, J. Less Common Metals, 89(1), 117-125 (1983). https://doi.org/10.1016/0022-5088(83)90255-2

P.D. Goodell, J. Less Common Metals, 89(1), 45 (1983). https://doi.org/10.1016/0022-5088(83)90247-3

H.C. Siegmann, L. Schlapbach, and C.R. Brundle, Phys. Rev. Let. 40(14), 972 (1978). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.40.972

W.E. Wallace, R.F. Karlicek, and H. Imamura, J. Phys. Chem. 83(13), 1708 (1979). https://doi.org/10.1021/j100476a006

J.J. Burton, and E.S. Machlin, Phys. Rev. Lett. 37(21), 1433-1436 (1976). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.37.1433

S.H. Overbury, P.A. Bertrand, and Q.A. Somorjai, Chemical Reviews, 75(5), 547-560 (1975). https://doi.org/10.1021/cr60297a001

P. Selvam, B. Viswanathan, C.S. Swamy, and V. Srinivasan, J. Less Common Metals, 163, 89 (1990), https://doi.org/10.1016/0022-5088(90)90088-2

P. Selvam, B. Viswanathan, and V. Srinivasan, Jnt. J. Hydrogen Energy, 14(9), 687 (1989). https://doi.org/10.1016/0360-3199(89)90048-7

P. Selvam, B. Viswanathan, C.S. Swamy, and V. Srinivasan, Int. J. Hydrogen Energy, 16(1), 23 (1991). https://doi.org/10.1016/0360-3199(91)90057-P

J.H. Weaver, A. Franciosi, W.E. Wallace, and H. Kevin Smith, J. App. Phys. 51, 5847-5851 (1980). https://doi.org/10.1063/1.327544

J.H. Weaver, A. Franciosi, D.J. Peterman, T. Takeshita, and K.A. Gschneidner Jr. J. Less Common Metals, 86, 195 (1982). https://doi.org/10.1016/0022-5088(82)90205-3

L. Schlapbach, Solid State Communications, 38(2), 117 (1981), https://doi.org/10.1016/0038-1098(81)90802-4

H. Züchner, R. Dobrileit, and T. Rauf, Fresenius J. Anal. Chem. 341, 219 (1991). https://doi.org/10.1007/BF00321552

H. Züchner, P. Kock, T. Bruning, and T. Rauf, J. Less Common Metals, 172-174(Part A), 95 (1991). https://doi.org/10.1016/0022-5088(91)90437-9

V.A. Litvinov, I.I. Okseniuk, D.I. Shevchenko, and V.V. Bobkov, J. Surf. Invest. X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques, 12(3), 576 (2018). https://doi.org/10.1134/S1027451018030321

Sputtering by Particle Bombardment I: Physical Sputtering of Single-Element Solids edited by R. Behrisch (Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg, 1981), pp. 284. https://doi.org/10.1007/3-540-10521-2

Опубліковано
2021-09-28
Цитовано
Як цитувати
Літвінов, В. О., Оксенюк, І. І., Шевченко, Д. І., & Бобков, В. В. (2021). Розпилення оксидів з поверхні LaNi5. Східно-європейський фізичний журнал, (3), 30-36. https://doi.org/10.26565/2312-4334-2021-3-04
Номер
№ 3 (2021): Східно-європейський фізичний журнал
Розділ
Статті

Авторське право (c) 2021 В.О. Літвінов, І.І. Оксенюк, Д.І. Шевченко, В.В. Бобков

Ліцезія Creative Commons

Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

    • Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
    • Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
    • Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).