Идентификация двухпикового спектра термодесорбции водорода

Юрий Васильевич Заика, Екатерина Константиновна Костикова, Yury Zaika, Ekaterina Kostikova

Аннотация


При исследовании спектров термодесорбции (ТДС-спектров) изотопов водорода из конструкционных материалов используются различные математические модели, в частности, в форме реакции первого порядка для усредненной по объему концентрации (в~случае лимитирования диффузией), второго порядка (с учетом рекомбинации атомов водорода на поверхности в молекулы) и более детализированные модели, отражающие многостадийность переноса (диффузия в объеме, выход на поверхность, рекомбинация, десорбция). Интерес представляет анализ  структуры спектра с целью выявления соответствующих каждому пику причин и <<движущих сил>> физико-химического характера. В статье приведен анализ некоторых упомянутых  моделей для двухпиковых спектров и результаты численного моделирования.

Ключевые слова


термодесорбция водорода; численное моделирование

Полный текст:

PDF

Литература


Взаимодействие водорода с металлами / Ред. А.П. Захаров. М.: Наука, 1987. 296 с.

Водород в металлах / Ред. Г. Алефельд, И. Фелькль. М.: Мир, 1981. Т. 1,2. 506,,430 с.

Изотопы водорода. Фундаментальные и прикладные исследования / Ред. А.А. Юхимчук. Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ, 2009. 697c.

Нечаев Ю.С. О природе, кинетике и предельных значениях сорбции водорода углеродными наноструктурами // Успехи физических наук. 2006. Т. 176(6). С. 581-610.

Писарев А.А., Цветков И.В., Маренков Е.Д., Ярко С.С. Проницаемость водорода через металлы. М.: МИФИ, 2008. 144 с.

Шьюмон П. Диффузия в твердых телах. М.: Металлургия, 1966.

Взаимодействие изотопов водорода с конструкционными материалами. IHISM-07 / Ред. А.А. Юхимчук, А.А. Курдюмов, И.Л. Малков. Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ, 2008. С. 100-138.

Взаимодействие изотопов водорода с конструкционными материалами. IHISM-08 Junior. /Ред. А.А. Юхимчук. Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ, 2009. С. 223-252.

Денисов Е.А., Компаниец Т.Н., Юхимчук А.А. Бойцов И.Е., Малков И.Л. Водород и гелий в никеле и стали 12Х18Н10Т //Журнал технической физики, 2013, том 83, вып. 6, С. 3-10.

Atsumi Н., Kondo Y. Retention and release of hydrogen isotopes in carbon materials priorly charged in gas phase // Fusion Eng. Des. 2018. Vol. 131. P. 49-53. doi:~10.1016/j.fusengdes.2018.04.039.

Legrand E., Oudriss A., Savall C., Bouhattate J., Feaugas X. Towards a better understanding of hydrogen measurements obtained by thermal desorption spectroscopy using FEM modeling // Int. J. Hydrog. Energy. 2015. Vol. 40. P. 2871-2881. doi:~10.1016/j.ijhydene.2014.12.069.

Nechaev Yu.S., Alexandrova N.M., Shurygina N.A., Cheretaeva A.O., Pisarev A.A. On the kinetic analysis of the hydrogen thermal desorption spectra for graphite and advanced carbon nanomaterials // Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures. 2019. Vol. 28, iss. 2. P. 147-149. doi: 10.1080/1536383X.2019.1680982.

Rodchenkova N.I., Zaika Yu.V. Numerical modelling of hydrogen desorption from cylindrical surface // Int. J. Hydrog. Energy. 2011. Vol. 36(1). P. 1239-1247. doi: 10.1016/j.ijhydene.2010.06.121.

Vyazovkin S., Burnham A.K., Criado J.M., Perez-Maqueda L.A. ICTAC Kinetics Committee recommendations for performing kinetic computations on thermal analysis data // Thermochim. Acta. 2011. Vol. 520. P. 1-19. doi: 10.1016/j.tca.2011.03.034.

Vyazovkin S., Chrissafis K., Di Lorenzo M.L., Koga N. ICTAC Kinetics Committee recommendations for collecting experimental thermal analysis data for kinetic computations // Thermochim. Acta. 2014. Vol. 590. P. 1-23. doi: 10.1016/j.tca.2014.05.036.

Wei F. G., Enomoto M., Tsuzaki K.Applicability of the Kissinger’s formula and comparison with the McNabb–Foster model in~ simulation of thermal desorption spectrum // Comp. Mater. Sci. 2012. Vol. 51. P. 322-330. doi: 10.1016/j.commatsci.2011.07.009.

Zaika Yu.V., Kostikova E.K. Computer simulation of hydrogen thermodesorption // Adv. Mater. Sci. Appl. 2014. Vol. 3, iss. 3. P. 120-129. doi: 10.5963/AMSA0303003.

Zaika Yu.V., Kostikova E.K. Computer simulation of hydrogen thermal desorption by ODE-approximation // Int. J. Hydrog. Energy. 2017. Vol. 42(1). P. 405-415. doi: 10.1016/j.ijhydene.2016.10.104.

Zaika Yu.V., Rodchenkova N.I. Boundary-value problem with moving bounds and dynamic boundary conditions: diffusion peak of TDS-spectrum of dehydriding // Appl. Math. Modelling. 2009. Vol. 33. P. 3776-3791. doi: 10.1016/j.apm.2008.12.018.

Zaika Yu.V., Sidorov N.I., Fomkina O.V. Identification of hydrogen permeability parameters of membrane materials in an aggregated experiment // Int. J. Hydrog. Energy. 2020. Vol. 45. P. 7433-7443. doi: 10.1016/j.ijhydene.2019.04.098.




DOI: http://dx.doi.org/10.17076/mat1598

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

© Труды КарНЦ РАН, 2014-2019