Особенности взаимодействия низкоэнергетической водородной плазмы с поликристаллическим алюминием

Abstract

Theoretical and experimental researches of hydrogen plasma interaction with a surface of polycrystalline aluminium are presented. The Density Functional Theory (DFT) is used for potential energy calculation of molecular and atomic hydrogen interaction with an aluminium (100) surface. The increasing of energy of plasma up to 1 keV is accompanied by growth of a roughness and occurrence of intense peaks of hydrogen and hydrides desorption at temperatures close to those of Al melting. At low energy of plasma and low concentration of atomic hydrogen the latter interacts with an Al surface and nanograin bounderies, where the silicon concentrates. = Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований взаимодействия водородной плазмы с поверхностью поликристаллического алюминия. Методом функционала плотности рассчитана потенциальная энергия взаимодействия молекулярного и атомарного водорода с поверхностью (100) алюминия. Показано, что энергия водородной плазмы является основным фактором, определяющим наноструктуру поверхности алюминия. Повышение энергии плазмы до 1 кэВ сопровождается ростом шероховатости, появлением интенсивных пиков десорбции водорода и гидридных фаз при температурах, близких плавлению алюминия. При низкой энергии плазмы и концентрации атомарного водорода взаимодействие осуществляется в основном с поверхностью и границами нанозерен, в которых концентрируется кремний.