Квантовохимическое моделирование продуктов трибохимических реакций в условиях безызносного трения и повышение на этой основе эксплуатационных свойств трибосопряжений

• Автор: Курень, Сергей Григорьевич
• Шифр специальности: 05.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 177 с. : ил.

ГЛАВА 1. САМООРГАНИЗАЦИЯ ТРИБОСИСТЕМ В РЕЖИМЕ ИЗБИРАТЕЛЬНОГО ПЕРЕНОСА
1.1. Физико-химические процессы самоорганизации при трении
1.1.1.Трибологические проявления самоорганизации в условиях гидродинамического трения
1.1.2. Трибологические проявления самоорганизации в условиях граничного трения
1.1.3. Проявление самоорганизации в условиях избирательного переноса (безызносное трение)
12. Кластерная модель поверхности трибосистем
1.2.1. Кластеры металлов и их классификация
1.2.2. Квантовохимические исследования кластеров меди
1.2.3 Кластерная модель поверхности
1.3. Вода и органические вещества на металлических
поверхностях пар трения
1.3.1. Молекула воды и её взаимодействие с поверхностью
1.3 2. Адсорбция органических молекул и воды из растворов
1.3.3. Агрегация молекул воды и органических соединений
1.4. Использование СОТС при механической обработке
1.5. Цель и задачи исследований
ГЛАВА 2. КВАНТОВОХИМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТРИБОПОВЕРХНОСТИ
2.1. Выбор базисного набора
2.2. Моделирование адсорбции
2.3. Стабилизация моноядерных комплексов
2.4. Стабилизирующая роль воды в комплексообразовании
2.5. Стабилизация биядерных комплексов

2.6. Выводы
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Этапы исследований
3.2. Методика квантовохимических расчетов
3.3. Оборудование, инструменты, образцы
3.4. Планирование экспериментов и обработка результатов
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1. Экспериментальное подтверждение результатов квантовохимических расчетов
4.2. Разработка состава новой СОТС
4.3. Лабораторные испытания новой СОТС
4.4. Натурные испытания новой СОТС
4.5. Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

СПИСОК АББРЕВИАТУР
GGA - приближение глобальной плотности L-лиганд
LDA - приближение локальной плотности
LSDA - приближение локальной спиновой плотности
R - углеводородный радикал
RHF - ограниченный метод Хартри-Фока
UHF - неограниченный метод Хартри-Фока
АО - атомная орбиталь
ВЗМО - высшая занятая молекулярная орбиталь (highest occupied molecular orbital HOMO)
ВС - метод валентных связей ГФ - гауссова функция
ПДК - гранецентрированная кубическая решетка ИП - избирательный перенос КВ — метод конфигурационного взаимодействия КПМ - комплексы переходных металлов JIKAO - линейная комбинация атомных орбиталей М - металл
МО - молекулярная орбиталь
МО ЖАО - молекулярные орбитали, представленные в виде линейных комбинаций атомных орбиталей НСМО - низшая свободная молекулярная орбиталь (lowest unoccupied molecular orbital LUMO)
НЭП - неподеленная электронная пара ОСТ— орбиталь слейтеровского типа ПАВ - поверхностно-активное вещество ПДДП — пренебрежение двухатомным дифференциальным перекрыванием (NDDO)

базис MIDI/6-31G, включающий для атомов меди базис МЮІ, а для всех атомов неметаллов - базис 6-31G.
Для выбора оптимального расчетного базиса нами был рассмотрен простейший комплекс Си2Н20 (рис. 2.1). Оказалось, что расчеты этой системы по программному комплексу GAMESS в любых «негибридных» базисах - STO-6G, MINI, MIDI, 6-31G, TZV - не дают удовлетворительного совпадения ни геометрических, ни энергетических характеристик с имеющимися экспериментальными данными [190] и ранее проведенными расчетами [156-157]. Использование комбинированного базиса MIDI/6-31G приводит к адекватному воспроизведению данных сравнения (рис. 2.1, табл. 2.2). По данным расчетов, на поверхности потенциальной энергии стабилизируются две формы кластера Си2-Н20: 2.1(6) и 2.1(b).
Рис. 2.1. Рассчитанные геометрические характеристики Н20 (а),
Си2 Н20 (б, в) и Си-Н20 (г). Длины связей - в А, углы - в градусах.
В структуре 2.1(6) межкомпонентный перенос заряда практически отсутствует (Ацси = 0,005е) и отвечает поляризации комплекса Си2->-Н20, в то время как для простейшего кластера СиН20 2.1(г) перенос заряда отвечает схеме Си<-Н20, а само изменение малликеновского заряда на атоме меди очень мало, хотя и выше, чем для Си2Н20 (Ачо, = -0,04е). Рассчитанная энергия стабилизации АЕ в комплексе Си2Н20