Научный отчет № 5284

Название

Рекомендации по кинетическим характеристикам процессов взаимодействия атомов с поверхностью. Обобщение полученных результатов по кинетике взаимодействия атомов кислорода и азота с материалами. Проведение расчетов по определению каталитической активности материалов и сравнение результатов с имеющимися экспериментальными данными. Выдача рекомендаций по кинетическим характеристикам процессов взаимодействия атомов с поверхностью.

Авторы

Крупнов А.А., Ветчинкин А.С.

Аннотация

Объект исследования: теплозащитные покрытия космических аппаратов, взаимодействие диссоциированного воздуха с поверхностью теплозащитных материалов. Цели работы: обобщение полученных результатов по кинетике взаимодействия атомов кислорода и азота с материалами. Проведение расчетов по определению каталитической активности материалов и сравнение результатов с имеющимися экспериментальными данными. Выдача рекомендаций по кинетическим характеристикам процессов взаимодействия атомов с поверхностью. Методология проведения работы: применялись методы квантовой механики и теории абсолютных скоростей реакций. При проведении квантово-механических расчетов использовался современный программный комплекс GAUSSIAN. Результаты работы: ― создана модель взаимодействия диссоциированного кислорода и азота с поверхностью высококаталитического и низкокаталитического материалов, ― разработанная методика апробирована на конкретных материалах Al₂O₃, SiO₂, Cu₂O, ― при взаимодействии поверхностей Al₂O₃, SiO₂, Cu₂O с диссоциированным кислородом и азотом определены коэффициенты скоростей элементарных стадий и получены эффективные вероятности каталитической активности как функции парциальных давлений и температуры. Область применения: физическая газодинамика, гетерогенный катализ, теплозащитные материалы. Результаты рекомендуется использовать при анализе каталитических свойств теплозащитных покрытий космических аппаратов при их входе в атмосферу Земли. Полученные результаты могут быть использованы также при проведении дальнейших исследований в рамках договора.

Год публикации

2015 г.

Объём

11 с.

Научный руководитель

Крупнов А.А.

Ключевые слова

каталитические процессы на поверхности, кластерные модели поверхности, гетерогенная рекомбинация, квантово-механическое моделирование, теория функционала плотности, высококаталитические материалы.