Анотація до роботи:

Хомко Т.В. Воднесорбційні та електрохімічні властивості інтерметалідів систем Ti-Fe, Ti-Fe-V і Mg-Ni.– Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.04 – фізична хімія. – Інститут проблем матеріалознавства ім.І.М.Францевича НАН України, Київ, 2004.

Досліджено взаємодію з воднем легованих ванадієм інтерметалідів TiFe (5% ат. V) та TiFe₂ (30% ат. V). З’ясовано, що легований ванадієм ІМС TiFe₂ (сплав TiFe_1.1V_0.9) абсорбує водень у кількості 2.19 % (мас.). Методом рентгенівської фотоелектронної спектроскопії визначено розподіл атомів металів та кисню на поверхні та в приповерхневому шарі сплавів TiFe, TiFe₂, TiFe_1.1V_0.9 та з’ясовано тип хімічного зв’язку атомів кисню з поверхнею досліджених матеріалів. Вивчено електрохімічну кінетику катодних і анодних процесів в 30% розчині KOH для матеріалів TiFe, TiFe₂, TiFe_1.1V_0.9, TiFe_0.9V_0.1, Mg₂Ni та MgNi₂. Показано можливість використання електрохімічного методу поляризаційних кривих для підтвердження або спростування взаємодії з воднем інтерметалідної сполуки або сплавів на її основі. Розглянуто питання створення композиційних матеріалів для акумулювання водню типу пористого метало-матричного гідриду на основі інтерметаліду Mg₂N (Mg₂N + Cu) та магнію (Mg + Mg₂N + Ni). Отримані композити на основі магнію мають прийнятні воднесорбційні характеристики (воднеємність 6% мас.).

1. Визначено розподіл атомів металів та кисню на поверхні та в приповерхневому шарі сплавів TiFe, TiFe₂, TiFe_1.1V_0.9 за допомогою методу рентгенівської фотоелектронної спектроскопії Показано, що поверхні цих сплавів збагачені залізом, найбільша кількість якого притаманна TiFe₂. Встановлено, що кисень на поверхні сплавів перебуває в трьох різних станах (фізично адсорбований, хемосорбований та у вигляді твердого розчину в кристалічній решітці).

2. Наявність на поверхні TiFe₂ великої кількості заліза (Fe:Ti = 17:1) і хімічно зв’язаного кисню є однією з причин відсутності взаємодії цієї ІМС з воднем. Легування ванадієм інтерметаліду TiFe₂ (сплав TiFe_1.1V_0.9) сприяє поглинанню водню внаслідок перерозподілу атомів елементів на поверхні зразка (зменшення концентрації заліза і кисню) та збільшення параметрів кристалічної решітки.

3. Досліджено катодну і анодну поведінку в 30% розчині KOH інтерметалідів і сплавів TiFe, TiFe₂, TiFe_1.1V_0.9, TiFe_0.9V_0.1, Mg₂Ni, MgNi₂ та Mg₂Ni з поверхневим шаром гідриду b-Mg₂NiH₄ методом поляризаційних кривих Встановлено співпадання прямого і зворотного ходу катодної поляризаційної кривої для металів, інтерметалідів і сплавів Fe, TiFe₂, MgNi₂, які в газовій фазі з воднем не взаємодіють. Це свідчить про відсутність будь-яких змін хімічного складу поверхні електродів при її контакті з атомарним воднем.

4. Показано, що наявність гістерезису на катодній поляризаційній кривій для матеріалів, що взаємодіють з воднем у газовій фазі – Ti, TiFe, TiFe_1.1V_0.9 та Mg₂Ni, – є результатом утворення на їхній поверхні шару гідриду.

5. Результати електрохімічних досліджень Mg₂Ni, MgNi₂ та Mg₂Ni з поверхневим шаром гідриду b-Mg₂NiH₄ пояснено на основі даних з розподілу елементів на поверхні вказаних інтерметалідів, отриманих методом Оже-електронної спектроскопії.

6. На прикладі досліджених сплавів (TiFe, TiFe₂, TiFe_1.1V_0.9, Mg₂Ni та MgNi₂) показано можливість використання методів електрохімічної кінетики для підтвердження або спростування наявності взаємодії з воднем для сплавів різного типу.

7. Показано можливість створення композиційних матеріалів типу пористого метало-матричного гідриду на основі магнію і його інтерметаліду Mg₂Ni з прийнятними воднесорбційними характеристиками (питома воднеємність магнієвого композиту становить 6% мас.).