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, Санкт-Петербург, 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

Русский

English

TY JOUR
TI Методика термодесорбционного изучения состояний водорода в углеродных материалах и наноматериалах
AU Нечаев, Ю. С.
AU Денисов, Е. А.
AU Черетаева, А. О.
AU Шурыгина, Н. А.
AU Костикова, Е. К.
AU Давыдов, С. Ю.
PB Успехи физических наук
PY 2023
JO Успехи физических наук
JF Успехи физических наук
JA Усп. физ. наук
VL 193
IS 9
SP 994-1000
UR https://ufn.ru/ru/articles/2023/9/e/
ER https://doi.org/10.3367/UFNr.2022.11.039274

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