Математическое моделирование эффектов электромагнитных квантовых флуктуаций в электрохимических системах, содержащих наноразмерные металлические электроды

• Автор: Власов, Михаил Вячеславович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 131 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. Электромагнитное излучение в поглощающей среде

1.1. Введение

1.2. Гриновские функции электромагнитного излучения в поглощающей среде

1.3. Вычисление диэлектрической проницаемости

1.4. Силы ВандерВаальса в неоднородной среде.

1.5. Выводы
2. Вклад электромагнитных флуктуаций в химический и электрический потенциалы ионов в электролите, находящемся в контакте с массивной металлической пластиной.

2.1. Основные соотношения

2.2. Физическая модель.

2.3. Математическая модель.
2.4. Флуктуационная поправка к химическому потенциалу иона в электролите
находящемся в контакте с толстой металлической пластиной.
2.5. Флуктуационная поправка к электрическому потенциалу иона в электролите, находящемся в контакте с толстой металлической пластиной .
2.5. Выводы
3. Вклад электромагнитных флуктуаций в химический и электрический потенциалы ионов в электролите, находящемся в контакте с тонкой металлической пластиной.
3.1. Физическая модель.
3.2. Математическая модель.
3.3. Флуктуационная поправка к химическому потенциалу иона в электролите, находящемся в контакте с тонкой металлической пластиной
3.4. Флуктуационная поправка к электрическому потенциалу иона в электролите, находящемся в контакте с тонкой металлической пластиной
3.5. Уточнение понятия потенциал нулевого заряда электрода.
3.6. Выводы
4. Флуктуационная разность потенциалов между поверхностями толстой и тонкой металлических пластин помещенных в электролит
4.1. Физическая модель.
4.2.Математическая модель
4.3. Флуктуационная разность химических потенциалов ионов толстой и тонкой металлических пластин, идентичных по химическому составу и поверхностным свойствам, помещенных в электролит.
4.4. Флуктуационная разность электрических потенциалов ионов толстой и тонкой металлических пластин, идентичных по химическому составу и поверхностным свойствам, помещенных в электролит.
4.5. Выводы
5. Технологические перспективы использования эффектов электромагнитных флуктуаций к проблеме массонереноса в узлах трения
5.1. Введение
5.2. Эффект избирательного переноса безызносности
5.3. Виды ЭДС в трибосистеме.
5.4. Электрические процессы в режиме избирательного переноса.
5.5. Физическая модель флуктуационного массопереноса в узлах трения
5.6. Математическая модель флуктуационного массопереноса в узлах трения
5.7. Кинетика растворения металлических наночастиц
5.8. Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


При ориентированной адсорбции один из концов диполя полярной молекулы обращен к границе раздела, а другой в сторону той фазы, к которой принадлежит данная молекула. Полярными частицами ориентированная адсорбция которых приводит к появлению потенциала могут быть молекулы и растворителя, и растворенного вещества, если только они способны преимущественно адсорбироваться электрохимическим электродом. Нами выделена еще одна причина, влияющая на скачок потенциала на границе раздела фаз. Эта причина заключается в существовании флуктуационного электромагнитного поля, порожденного тепловыми флуктуациями плотностей электрического заряда и тока в граничащих фазах. Особенностью этого поля является его дальнодействующий характер. Так как возникновение скачка потенциала на границе раздела фаз нельзя приписать в общем случае только какойлибо одной из перечисленных причин обычно, он проявляется в результате нескольких параллельных взаимовлияющих процессов. В были определены следующие понятия потенциал незаряженной поверхности и потенциал нулевого заряда. Потенциал максимума электрокапиллярной кривой любого металла всегда отвечает ее незаряженной поверхности это значение потенциала целесообразно называть потенциалом незаряженной поверхности и обозначать как 0. В тоже время частное значение потенциала незаряженной поверхности, полученное в растворе, не содержащем никаких поверхностноактивных частиц кроме молекул растворителя является константой, характерной для данного металла и данного растворителя это частное значение потенциала незаряженной поверхности целесообразно называть потенциалом нулевого заряда или нулевой точкой и обозначать. Однако, в данной диссертационной работе мы установили, что при учете вклада, обусловленного длинноволновыми электромагнитными флуктуациями вандерваальсовыми силами, не является константой, а зависит в области малых расстояний от размеров металлического образца или толщины слоя электролита растворителя окружающего образец. В связи с этим отметим, что последние лет весьма актуальными в основном, в связи с потребностями микро и наноэлектроники стали исследования мезоскопических систем систем промежуточных между макроскопическими и микроскопическими с характерными линейными размерами межатомных расстояний. Уже открыто много явлений, которые присущи только мезоскопическим образцам см. Именно флуктуационные электромагнитные силы в таких системах играют роль сторонних сил, обеспечивающих один из возможных механизмов массопереноса с металлических наночастиц через смазку на поверхность массивного металла. Основной целью диссертации является разработка теоретической модели и на ее основе математическое моделирование одного из возможных механизмов массопереноса в наноразмерных электрохимических системах, обусловленного квантовоэлектродинамическими вандерваальсовскими взаимодействиями в неоднородных средах. Мар для вычисления вандерваальсовских поправок к характеристикам электрохимических электродов. Теоретическая и практическая значимость работы. Предложен квантовополевой метод вычисления вандерваальсовской э. Сформулирована модель массопереноса, обусловленного квантовоэлектродинамическими флуктуациями, порождающими вандерваальсовские э. Развитый в диссертации метод может быть распространен на случаи, когда электромагнитные флуктуации в электрохимических системах порождаются внешними источниками, например, электромагнитными или ультразвуковыми полями, применяющимися в электрохимических технологиях. Результаты диссертационной работы могут быть использованы при интерпретации экспериментов в соответствующих электрохимических и трибологических системах, в процессе дальнейшего развития теоретической и прикладной электрохимии и трибологии наноразмерных систем. В первой главе, следуя 9 изложен общий метод расчета вклада в химический потенциал, обусловленного длинноволновыми электромагнитными флуктуациями вандерваальсовыми силами. Применительно к электрохимическим системам на основе этой теории получена формула для вандерваальсовской поправки 5.