V. B. Vykhodets, T. E. Kurennykh
SOLUBILITY OF DEUTERIUM IN YSZ10 ZIRCONIUM DIOXIDE NANOPARTICLES
DOI: 10.17804/2410-9908.2017.5.006-012 For cubic zirconia doped with yttrium oxide, data have been obtained that attest to the high sensitivity of the solubility of deuterium in nanopowders to oxygen deficiency in the volume of nanoparticles and to surface structural defects. The investigation is performed on nanopowders synthesized by laser sputtering of a ceramic target. An accelerating technique of nuclear reactions is used to measure deuterium concentration. It has also been found that the deuterium concentration on the surface of nanoparticles decreases when they are irradiated with deuterons, this effect being due to the selective sputtering of dissolved deuterium atoms by accelerator beam ions. It is concluded that investigations of deuterium solubility and ion sputtering of deuterium atoms by accelerated deuterons are an effective tool for obtaining information on the defect structure of oxide nanoparticles.
Acknowledgement: №15–17–2–10 Keywords: solubility of deuterium, nanopowder, nanoparticle, oxygen deficiency, nuclear reaction technique, ion sputtering, zirconia References:
- Kamat P.V. TiO2 Nanostructures: Recent Physical Chemistry Advances. J. Phys. Chem. C, 2012, vol. 116, pp. 1149−11851. DOI: 10.1021/jp305026h
- Daothong, S., Songmee, N., Thongtem, S., Singjai, P. Size-Controlled Growth of TiO2 nanowires by Oxidation of Titanium Substrates in the Presence of Ethanol Vapor. Scr. Mater., 2007, vol. 57, pp. 567−570. DOI: 10.1016/j.scriptamat.2007.06.030
- Akdogan N., Nefedov A., Zabel H., Westerholt K., Becker H.-W., Somsen C., Gök Ş., Bashir A., Khaibullin R., Tagirov L. High-Temperature Ferromagnetism in Co-implanted TiO2 Rutile. J. Phys. D: Appl. Phys., 2009, vol. 42, pp. 115005-1−115005-11. DOI: 10.1088/0022- 3727/42/11/115005
- Vykhodets V.B., Johnson K.G., Kurennykh T.E., Beketov I.V., Samatov O.M., Medvedev A.I., Jarvis E.A.A. Direct Observation of Tunable Surface Structure and Reactivity in TiO2 Nanopowders. Surface Science, 2017, vol. 665 C, pp. 10–19. DOI: 10.1016/j.susc.2017.08.001
- Brunauer S., Emmett P.H., Teller E. Adsorption of gases in multimolecular layers. J. Am. Chem. Soc., 1938, vol. 60, pp. 309–319. DOI: 10.1021/ja01269a023
- Sputtering by Particle Bombardment I: Physical sputtering of Single-Element Solid, R. Behrisch, ed., Berlin, Heidelberg, New York, Springer–Verlag, 1981, 335 p.
- Sputtering by Particle Bombardment II: Sputtering of Alloys and Compounds, Electron and Neutron Sputtering. Surface Topography, R. Behrisch, ed., Berlin, Heidelberg, New York, Tokyo, Springer–Verlag, 1983, 485 p.
В. Б. Выходец, Т. Е. Куренных
РАСТВОРИМОСТЬ ДЕЙТЕРИЯ В НАНОЧАСТИЦАХ ДИОКСИДА ЦИРКОНИЯ YSZ10
Для кубического диоксида циркония, легированного оксидом иттрия, получены данные, свидетельствующие о высокой чувствительности растворимости дейтерия в нанопорошках к кислородному дефициту в объеме наночастиц и к поверхностным структурным дефектам. Исследование выполнено на нанопорошках, синтезированных по технологии лазерного распыления керамической мишени. Для измерения концентрации дейтерия использована ускорительная методика ядерных реакций. Также установлено, что концентрация дейтерия на поверхности наночастиц уменьшается при их облучении дейтронами, этот эффект обусловлен селективным распылением растворенных атомов дейтерия ионами пучка ускорителя. Сделано заключение, что исследования растворимости дейтерия и ионного распыления атомов дейтерия ускоренными дейтронами являются эффективным инструментом для получения информации о дефектной структуре оксидных наночастиц.
Благодарность: Работа выполнена в рамках проекта УрО РАН №15–17–2–10. Ключевые слова: растворимость дейтерия, нанопорошок, наночастица, кислородный дефицит, методика ядерных реакций, ионное распыление, диоксид циркония Библиография:
- Kamat P. V. TiO2 Nanostructures: Recent Physical Chemistry Advances // J. Phys. Chem. C. – 2012. – Vol. 116. – P. 11849−11851. – DOI: 10.1021/jp305026h
- Size-Controlled Growth of TiO2 nanowires by Oxidation of Titanium Substrates in the Presence of Ethanol Vapor / S. Daothong, N. Songmee, S. Thongtem, P. Singjai // Scr. Mater. – 2007. – Vol. 57. – P. 567−570. − DOI: 10.1016/j.scriptamat.2007.06.030
- High-Temperature Ferromagnetism in Co-implanted TiO2 Rutile / N. Akdogan, A. Nefedov, H. Zabel, K. Westerholt, H.-W. Becker, C. Somsen, Ş. Gök, A. Bashir, R. Khaibullin, L. Tagirov // J. Phys. D: Appl. Phys. – 2009. – Vol. 42. – P. 115005-1−115005-11. – DOI: 10.1088/0022-3727/42/11/115005
- Direct Observation of Tunable Surface Structure and Reactivity in TiO2 Nanopowders / V. B. Vykhodets, K. G. Johnson, T. E. Kurennykh, I. V. Beketov, O. M. Samatov, A. I. Medvedev, E. A. A. Jarvis // Surface Science. – 2017. – Vol. 665 C. – P. 10–19. – DOI: 10.1016/j.susc.2017.08.001
- Brunauer S., Emmett P. H., Teller E. Adsorption of gases in multimolecular layers // J. Am. Chem. Soc. – 1938. – Vol. 60. – P. 309–319. – DOI: 10.1021/ja01269a023
- Sputtering by Particle Bombardment I. Physical sputtering of Single-Element Solid / ed. by R. Behrisch. – Berlin, Heidelberg, New York : Springer–Verlag, 1981. – 335 p.
- Sputtering by Particle Bombardment II. Sputtering of Alloys and Compounds, Electron and Neutron Sputtering. Surface Topography / ed. by R. Behrisch. – Berlin, Heidelberg, New York, Tokyo : Springer–Verlag, 1983. – 485 p.
  
Библиографическая ссылка на статью
Vykhodets V. B., Kurennykh T. E. Solubility of Deuterium in Ysz10 Zirconium Dioxide Nanoparticles // Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures. -
2017. - Iss. 5. - P. 6-12. - DOI: 10.17804/2410-9908.2017.5.006-012. -
URL: http://dream-journal.org/issues/2017-5/2017-5_154.html (accessed: 22.12.2024).
|
