SIMS study of the TiFe alloy interaction with oxygen

• Published in: Вопросы атомной науки и техники
• Date: 2022
• Main Authors: Litvinov, V.A., Okseniuk, I.I., Shevchenko, D.I., Bobkov, V.V.
• Published: Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України 2022
• Subjects: Physics and technology of structural materials
• Online Access: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/195918
• Journal Title: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Cite this: SIMS study of the TiFe alloy interaction with oxygen / V.A. Litvinov, I.I. Okseniuk, D.I. Shevchenko, V.V. Bobkov // Problems of Atomic Science and Technology. — 2022. — № 1. — С. 141-146. — Бібліогр.: 18 назв. — англ.

Secondary ion mass spectrometry (SIMS) analysis is used to investigate the composition of surface monolayers of the hydride forming intermetallic TiFe alloy during its interaction with oxygen. Oxygen, which is chemisorbed on the surface, is shown to form strong chemical bonds with both alloy components. As a result, on the surface and in the subsurface region of the alloy, a joint oxide structure forms with a certain stoichiometric ratio between titanium, iron and oxygen. With an increasing partial pressure of oxygen in the oxide structure being formed, the ratio of the number of oxygen atoms to the number of matrix atoms increases. This process occurs uniformly without any abrupt phase transformations. Методом вторинної іонної мас-спектрометрії (ВІМС) проведене дослідження складу поверхневих моношарів гідридоутворюючого інтерметалевого сплаву TіFe при взаємодії з киснем. Показано, що кисень, який хемосорбується на поверхні, утворює міцні хімічні зв'язки з обома компонентами сплаву. У результаті на поверхні і в приповерхневій області сплаву реалізується загальна оксидна структура з певним стехіометричним співвідношенням між титаном, залізом і киснем. У міру збільшення парціального тиску кисню в оксидній структурі, що утворюється, відношення кількості атомів кисню до кількості атомів матриці збільшується. Цей процес відбувається рівномірно, без яких-небудь фазових трансформацій. Методом вторичной ионной масс-спектрометрии (ВИМС) проведено исследование состава поверхностных монослоев гидридообразующего интерметаллического сплава TiFe при взаимодействии с кислородом. Показано, что кислород, который хемосорбируется на поверхности, образует прочные химические связи с обоими компонентами сплава. В результате на поверхности и в приповерхностной области сплава реализуется общая оксидная структура с определенным стехиометрическим соотношением между титаном, железом и кислородом. По мере увеличения парциального давления кислорода в образующейся оксидной структуре отношение количества атомов кислорода к количеству атомов матрицы увеличивается. Этот процесс происходит равномерно, без каких-либо фазовых трансформаций.