Взаимодействие водорода с графитом

• Автор: Денисов, Евгений Александрович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 121 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы
Цель работы
Научная новизна работы
Практическая ценность работы
Защищаемые положения
Апробация работы
Структура и объем работы
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1 МИКРОСТРУКТУРА ГРАФИТА
1.2 ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ГРАФИТА С ВОДОРОДНОЙ ПЛАЗМОЙ В ТЕРМОЯДЕРНОМ РЕАКТОРЕ
1.2.1 Взаимодействие графита с потоками ионов
1.2.2 Взаимодействие графита с атомами водорода
1.2.3 Взаимодействие графита с молекулярным водородом
1.3 ВЫВОДЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
2 АППАРАТУРА И МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ
2.1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕТОДА ТЕРМОДЕСОРБЦИИ
2.2 АППАРАТУРА
2.2.1 Вакуумная часть установки
2.2.2 Образцы
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
3.1 ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ГРАФИТОВ С МОЛЕКУЛЯРНЫМ ВОДОРОДОМ

3.1.1 Взаимодействие технических марок графитов с молекулярным водородом
3.1.2 Взаимодействие пиролитического графита с молекулярным водородом
3.2 ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ГРАФИТОВ С ПОТОКАМИ
АТОМОВ И ИОНОВ
3.2.1 Сорбция атомарного водорода пиролитическим графитом и графитом РГТ
3.2.2 Взаимодействие потоков ионов водорода с пиролитическим графитом и графитом РГТ
3.2.3 Микроскопические исследования поверхности пиролитического графита
4 МОДЕЛЬНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ
4.1 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ДЕСОРБЦИИ
ВОДОРОДА ИЗ ГРАФИТА
4.2 ФИЗИЧЕСКИЙ СМЫСЛ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ИЗ

мость константы Сивертса, как оказалось, может быть выражена как ln(Ku) = А + В/Т, где Т - температура. Для обоих исследованных графитов для протия и дейтерия были получены значения коэффициентов А и В, а также энтальпия растворимости. Atsumi et al. [67] для графита ISO 880U получили величину растворимости, сильно отличающуюся от приводимой в данной работе. Тогда как энтальпия получилась 19 кДж/моль (~ 0.2 эВ), что практически совпадает с данными работы [58]. Такое отличие результатов авторы статьи [58] объясняют тем, что для каждого типа графита существует своя доля не-графитизированного (аморфного) углерода. Этот аморфный углерод обеспечивает захват водорода, и свободные атомы углерода могут напрямую комбинироваться с водородом. Таким образом растворимость сильно зависит от типа графита. В то время как энтальпия, определяемая типом ловушек, не сильно зависит от типа графита.
Из результатов работы [59] можно сделать вывод о большой энергии С — Н связи в графите в несколько электронвольт. Эта работа посвящена изучению сорбции молекулярного водорода графитом, подвергнутым предварительному облучению 6 МэВ С+ ионами или протонами. Сорбция проводилась при давлении дейтерия 1 атм. и температуре 1200 °С в течение трех часов. Даже после часового отжига образцов в вакууме при температуре 1200 °С захваченный дейтерий оставался в графите, и методом ядерных реакций были получены профили его концентрации в образце. Было обнаружено, что графиты N3M, Н451, РОСО ведут себя сходно. Концентрация дейтерия увеличивается с ростом степени нарушения кристаллической решетки. При уровне нарушений более 0.1 dpa (displacement per atom), концентрация дейтерия достигает насыщения и составляет 103 appm (atomic parts per milliom). Концентрация дейтерия в графите HOPG была намного меньше, чем для выше указанных, и составляла всего 80 appm для любого уровня нарушений. И даже на глубине более 5 мкм, где нарушений структуры не было, концентрация дейтерия в этом графите составля-