Методика термодесорбционного изучения состояний водорода в углеродных материалах и наноматериалах

Ю.С. Нечаев^†^а, Е.А. Денисов^‡^б, А.О. Черетаева^§^в, Н.А. Шурыгина^*^а, Е.К. Костикова^#^г, С.Ю. Давыдов^°^д
^аЦентральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина. Научный центр металловедения и физики материалов, ул. Радио, 23/9, стр. 2, Москва, 105005, Российская Федерация
^бСанкт-Петербургский государственный университет, Университетская набережная 7–9, Санкт-Петербург, 199034, Российская Федерация
^вТольяттинский государственный университет, Научно-исследовательский институт прогрессивных технологий, ул. Белорусская, 14б, корпус НИЧ, 3 этаж, каб. 308, Тольятти, 445020, Российская Федерация
^гИнститут прикладных математических исследований, Федеральный исследовательский центр Карельский научный центр Российской академии наук, ул. Пушкинская, 11, Петрозаводск, Республика Карелия, 185910, Российская Федерация
^дФизико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Политехническая ул. 26, Санкт-Петербург, 194021, Российская Федерация

Развита эффективная методика обработки, анализа и интерпретации термодесорбционных спектров (ТДС) водорода в углеродных материалах и наноматериалах, полученных с использованием одной скорости нагрева, позволяющая изучать различные состояния водорода и определять отвечающие им характеристики, в том числе константы скорости и энергии активации десорбционных процессов. Методика не менее информативна, но гораздо менее трудоёмка с экспериментальной точки зрения по сравнению с общепринятой (для определения таких характеристик) методикой Киссинджера, требующей использования нескольких скоростей нагрева и имеющей жёсткие границы применимости. Развитая методика основана на аппроксимации ТДС водорода гауссианами и обработке их пиков в приближении реакций первого и второго порядка. Методика включает в себя использование нестандартных критериев "правдоподобия" и/или "физичности" результатов, а также проверку и/или уточнение результатов методами численного моделирования, позволяющими аппроксимировать ТДС не гауссианами, а кривыми, отвечающими реакциям первого или второго порядка.

Ключевые слова: углеродные материалы и наноматериалы, методика десорбционного изучения состояний водорода, аппроксимация десорбционных спектров гауссианами и негауссианами, приближения реакций первого и второго порядка, характеристики десорбционных процессов
PACS: 61.46.−w, 61.48.−c, 68.43.−h, 89.30.−g (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2022.11.039274
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2023/9/e/
Web of Science

001112661900005
Scopus

2-s2.0-85182891510
ADS NASA

2023PhyU...66..936N
Цитата: Нечаев Ю С, Денисов Е А, Черетаева А О, Шурыгина Н А, Костикова Е К, Давыдов С Ю "Методика термодесорбционного изучения состояний водорода в углеродных материалах и наноматериалах" УФН 193 994–1000 (2023)

BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 4 марта 2022, доработана: 12 ноября 2022, одобрена в печать: 22 ноября 2022

English citation: Nechaev Yu S, Denisov E A, Cheretaeva A O, Shurygina N A, Kostikova E K, Davydov S Yu “Method of thermal desorption study of hydrogen states in carbon materials and nanomaterials” Phys. Usp. 66 936–942 (2023); DOI: 10.3367/UFNe.2022.11.039274