Please use this identifier to cite or link to this item:https://hdl.handle.net/20.500.12259/120370
Type of publication: doctoral thesis
Field of Science: Fizika / Physics (N002)
Author(s): Barnackas, Irmantas
Title: Investigation of hydrogenation kinetics of magnesium and magnesium alloys in the ionized reactive atmosphere
Other Title: Magnio ir jo lydinių hidrinimo jonizuotų reaktyvių dujų aplinkoje kinetikos tyrimas
Extent: 30 p.
Date: 11-Sep-2008
Keywords: deposition;MgAl;Mg;ion implantation;Mg;MgAl;jonų implantacija;hidrinimas
Abstract: In the present work Mg and MgAl thin films were fabricated using physical vapour deposition (PVD) technologies as non-traditional and new nanotechnology methods for designing high performance hydrogen storage materials. The physical vapour deposition technologies allow the formation of metastable metal, alloy and chemical compounds with strictly controlled composition, microstructure and stoichiometry at low temperatures. The synthesis of MgH2, MgAl and Mg(AlH4)2 films has been conducted in two steps: (i) fabrication of thin films employing magnetron sputtering in Ar gas, and (ii) hydrogenation of thin films employing plasma immersion ion implantation technologies. For the first time, chemical compound Mg(AlH4)2 has been synthesized using the deposition of Mg and Al atoms from gas phase in hydrogen plasma (reactive deposition with simultaneously hydrogen implantation). The transformation of Mg thin film to MgH2 takes place at 400 K temperature during hydrogenation in hydrogen plasma. Experimental results showed that hydriding kinetics of Ti-doped Mg film increases and desorption temperature decreases by 60-80 K and the maximum H2-effusion from the Ti-undoped Mg-Al takes place at temperature 475 K, and for the Ti-doped Mg-Al film – at temperature 410 K; the release time of accommodated hydrogen is shorted for the Ti-doped Mg-Al film. The mathematical model of hydrogenation shows that during the process of material irradiation in plasma the concentration of incident ions in the altered layer increases and reaches saturation. The concentration of implanted ions in the altered layer depends on the flux of irradiation
Šiame darbe, panaudojant jonines-plazmines technologijas, sintezuotos Mg, MgH2, Mg-Al ir Mg(AlH4)2 plonos nanokristalinės dangos. Ištirta jų struktūros, paviršiaus morfologijos ir sudėties priklausomybė nuo nusodinimo ir hidrinimo plazmoje technologinių parametrų. Darbe panaudoti plėvelių formavimo metodai: (i) magnetroninis-joninis garinimas Ar dujų aplinkoje; (ii) plonų dangų prisotinimas vandeniliu, panaudojant vandenilio jonų implantacijos iš plazmos technologijas. Šio darbo originalumas susijęs su nepusiausvyrinių plazminių technologijų panaudojimu nanokristalinių medžiagų hidrinimui. Pirmą kartą atlikta metalų hidridų sintezė ir ištirta vandenilio kaupimosi kinetika nanostruktūrinėse medžiagose panaudojant plazminės vandenilio implantacijos technologiją. Gauti rezultatai patvirtina joninių-plazminių technologijų pranašumus, iš kurių svarbiausias - formuojamų plėvelių mikrostruktūros valdymas nanometriniame lygyje. Tyrimo metu, panaudojant vandenilio jonų implantaciją į Mg-Al dangas, pirmą kartą susintezuotas Mg(AlH4)2 hidridas. 5 storio Mg dangų transformacija į MgH2, hidrinimo procesą atliekant vandenilio plazmoje, įvyksta esant 400 K temperatūrai. Eksperimentiniai rezultatai atskleidė, kad Ti priemaišomis legiruotose Mg dangose paspartėja hidridų formavimosi kinetika, o vandenilio desorbcijos temperatūra sumažėja 60-80 K. Vandenilio desorbcijos kinetika Ti priemaišomis legiruotose Mg-Al dangose taip pat yra spartesnė, o jų desorbcijos temperatūra sumažėja 65 K. Darbe pateiktas matematinis modelis, leidžiantis apskaičiuoti didelio srauto, žemų energijų vandenilio jonų švitinimo proceso sukelto dangų hidrinimosi kinetiką, priklausančią nuo krintančių jonų srauto, švitinimo tankio ir implantuotų atomų reemisijos savybių.
Internet: https://hdl.handle.net/20.500.12259/120370
Affiliation(s): Vytauto Didžiojo universitetas
Appears in Collections:VDU, ASU ir LEU iki / until 2018

Files in This Item:
Show full item record
Export via OAI-PMH Interface in XML Formats
Export to Other Non-XML Formats


CORE Recommender

Page view(s)

4
checked on Mar 30, 2021

Download(s)

2
checked on Mar 31, 2021

Google ScholarTM

Check


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.