HYDROGENATION OF MgAl FILMS IN PLASMA
L. Pranevičius^a, D. Milčius^b, and L.L. Pranevičius^a
aVytautas Magnus University, Vileikos 8, LT-44404 Kaunas, Lithuania
E-mail: Liudvikas_Pranevicius@fc.vdu.lt
^bLithuanian Energy Institute, Breslaujos 3, LT-44403 Kaunas, Lithuania

Received 26 May 2004

Dedicated to the 100th anniversary of Professor K. Baršauskas

Hydriding of MgAl films has been performed in two ways: (i) ion implantation of 100 eV hydrogen ions into the growing film, and (ii) hydrogenation of Mg₁₇Al₁₂ films under high-flux, low-energy hydrogen ion irradiation in H₂+Ar plasma. The X-ray diffraction studies of phase transitions and structure modifications were carried out. The samples, which were hydrogenated by ion implantation during the deposition of MgAl film, show magnesium alanate, Mg(AlH₄)₂, phase. It decomposes at temperatures above 80 °C. The samples hydrogenated in H₂+Ar plasma show Mg(AlH₄)₂, Mg₂Al₃, MgH₂, and Al phases. It is concluded that sputtering induced by Ar ion bombardment during hydrogenation in H₂+Ar plasma limits the supply rate of hydrogen from the surface into the bulk. Experimentally registered synthesis of new phases and restructuring are explained on the basis of long-range transport of metal species, and the role of grain boundaries is emphasized in the mechanism of hydriding.

MgAl PLĖVELIŲ SODRINIMAS VANDENILIU PLAZMOJE
L. Pranevičius^a, D. Milčius^b, L.L. Pranevičius^a
aVytauto Didžiojo universitetas, Kaunas, Lietuva
^bLietuvos energetikos institutas, Kaunas, Lietuva

MgAl plėvelių sodrinimo vandenilio atomais ir molekulėmis kinetikos tyrimas buvo atliktas dviem būdais: a) implantuojant vandenilio jonus su energija 100 eV į augančią plėvelę, ir b) apspinduliavus Mg₁₇Al₁₂ plėvelę intensyviais mažų energijų vandenilio jonų srautais panaudojant H₂+Ar plazmą. Faziniai ir struktūriniai virsmai plėvelėse buvo tiriami γ spindulių difraktometru, o paviršiaus morfologija – skenuojančiu elektroniniu mikroskopu. Rasta, kad MgAl plėvelėse, nusodintose su vienalaike vandenilio jonų implantacija, dominuoja Mg(AlH₄)₂ cheminis junginys, kuris susiskaido į MgH₂ ir Al prie didesnių nei 80 °C temperatūrų. Plėvelėse, kurios buvo sodrinamos vandeniliu panaudojant joninę spinduliuotę iš H₂+Ar plazmos, rasti Mg(AlH₄)₂, MgH₂, Mg₂Al₃ ir Al dariniai. Daroma išvada, kad joninės spinduliuotės metu Ar jonai riboja vandenilio įtekėjimą į medžiagos tūrį, o tuo pačiu ir sintezės reakciją.
Stebėti eksperimentiniai rezultatai aiškinami, padarius prielaidas apie atomų judėjimą dideliais atstumais sodrinimo metu ir tarpkristalinės masės pernašos nanokristalinėse plėvelėse svarbią įtaką hidridų susidarymo mechanizmui.