Моделирование кинетики изотопного обмена кислорода в оксидах

• Автор: Езин, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 159 с.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Литературный обзор
1.1. Метод изотопного обмена
1.2. Кинетика изотопного перераспределения кислорода
1.2.1. Кинетические уравнения изотопного обмена кислорода с однородной поверхностью оксида
1.2.2. Кинетика изотопного обмена на однородной поверхности, не осложненного диффузией в оксиде
1.2.3. Кинетика изотопного обмена на неоднородной поверхности оксида
1.2.4. Определение скоростей обмена из экспериментальных данных
1.2.5. Двухступенчатая модель обмена
1.3. Изотопный обмен в условиях конечной скорости диффузии изотопа в оксиде
1.3.1. Исходные уравнения, граничные и начальные условия
1.3.2. Решение, полученное Клиром и Кучера, и его частные случаи
1.3.3. Обработка экспериментальных данных и точность подбора параметров
Глава 2. Кинетика изотопного обмена в соединениях с особенностями транспорта в приповерхностной области
2.1. Экспериментальные предпосылки, требующие рассмотрения многостадийной диффузии
2.2. Модель двухслойной диффузии и обмена
2.2.1. Постановка задачи и уравнения, лежащие в основе модели
2.2.2. Вывод уравнения для зависимости доли изотопа в газовой фазе от времени

2.2.3. Анализ частных случаев модели
2.3. Анализ экспериментальных кинетических кривых с применением двухслойной модели
2.3.1. Исследование изотопного обмена и диффузии кислорода в ВТСП -оксиде YBa2Cu307.x
2.3.2. Исследование изотопного обмена и диффузии кислорода в электролите
0,9 Zr02 + 0,1 Y203
Выводы
Глава 3. Кинетика перераспределения изотопа кислорода 180 между молекулами газовой фазы, осложненная диффузией в оксиде
3.1. Введение
3.2. Вывод уравнений для кинетических зависимостей с учетом трех типов обмена и диффузии
3.3. Определение типов обмена и коэффициента диффузии из экспериментальных данных по изотопному обмену
3.3.1. Типы межфазного обмена и диффузия кислорода в Lao.7Sro.3Co03_x
3.3.2. Исследование типов изотопного обмена и диффузии кислорода в
YBa2Cu307.x
Выводы
Глава 4. Модель изотопного обмена с участием адсорбционного слоя
4.1. Введение
4.2. Вывод кинетической зависимости для доли изотопа в газе
4.3 Вывод кинетических зависимостей для концентраций различных по
изотопному составу молекулярных форм кислорода в газе
Выводы
Основные выводы из работы
Приложение А Приложение В Приложение С Литература

С применением двухступенчатой модели ее авторам удалось получить зависимости Яи. и ЯЛз от Р()}, которые допускают простую физическую
трактовку [45-54].
1.3. Изотопный обмен в условиях конечной скорости диффузии изотопа в оксиде
Математические модели изотопного обмена в условиях конечной скорости диффузии изотопа построены в работах Цименса [22], Хаула, Дюмбгена, Юста [24], Клира, Кучера [25]. Наиболее общая модель представлена в последней работе.
1.3.1. Исходные уравнения, граничные и начальные условия
Диффузия изотопа в твердом теле, находящемся в условиях химического равновесия, без учета изотопных эффектов подчиняется второму закону Фика:
= (1.з.1)

где ау =ау{гр)- доля изотопа кислорода |80 в точке г в момент времени I, Г) - коэффициент диффузии изотопа (в данном случае совпадает с коэффициентом самодиффузии кислорода в твердом теле). Коэффициент диффузии изотопа И не зависит от доли изотопа а.у (но зависит, вообще говоря, от концентрации кислорода в оксиде), что является прямым следствием того, что в условиях химического равновесия перераспределение изотопов (в пренебрежении изотопными эффектами) подчиняется законам идеальных газов.
В модели Клира принимается, что 1) количество адсорбированных атомов кислорода пренебрежимо мало по сравнению с количеством атомов (или ионов) кислорода поверхности оксида; 2) обменивающиеся атомы