Регистрация / Вход
Прислать материал

Определение механизма восстановления кислородосодержащих соединений кобальта методами компьютерного моделирования

ФИО: Инкар М.А.

Направление: Нанотехнологии

Научный руководитель: к.ф.-м.н., доц. Столяров В.Л., с.н.с., к.т.н. Дзидзигури Э.Л.

Институт: Институт новых материалов и нанотехнологий

Кафедра: Кафедра Функциональных наносистем и высокотемпературных материалов

Академическая группа: МФХ-13-2

Получение и исследование свойств наноразмерных порошков различных металлов является перспективным направлением в современной науке и материаловедении. Это связано с тем, что нанопорошки металлов характеризуются новыми свойствами (каталитическими, магнитными, механическими и др.), нехарактерными для массивных металлов.

В настоящее время сферы применения металлических нанопорошков продолжают расширяться. Основные области использования конкретных материалов обусловливаются особенностями их свойств, в свою очередь, определяемых высокой дисперсностью, составом и структурой.

Одним из таких материалов является нанопорошок кобальта, перспективы применения которого в различных областях постоянно расширяются. Наноразмерные порошки кобальта обладают большой индукцией насыщения и являются перспективным материалом для создания магнитных жидкостей, компактных композиционных материалов.

Целью данной работы было определение механизма восстановления кислородосодержащих соединений кобальта методами компьютерного моделирования.

С помощью программного комплекса «Клеточный автомат» была смоделирована химическая структура гидроксида кобальта. Также были определены параметры межатомного взаимодействия трех компонентов (Co-Co; Co-H; Co-O; O-O; O-H; H-H). Исследование проводились при разных температурах и с разными временами выдержки.

Результаты исследования показали, что восстановления происходит с отщеплением адсорбированной воды образуя множества маленьких зародышей оксида кобальта, затем при дальнейшем восстановлений из этих зародышей образуется металлическая частица кобальта.

Определены некоторые особенности механизма восстановления кобальта из гидроксида кобальта. С увеличением времени выдержки и температуры восстановления гидроксида кобальта увеличивается и размер частиц металлического кобальта, что можно объяснить агрегированием частиц.

Установлена максимальная плотность связей (и степень восстановления) Со-Со, которая равна 0,92 при температуре восстановления равной ~ 0,6 энергии связи Со-Со.