Поверхностная реакционная диффузия возгоняющихся веществ
DOI:
https://doi.org/10.7242/1999-6691/2012.5.1.12Ключевые слова:
поверхностная реакционная диффузия, фронт реакции, подвижная граница, численное и аналитическое решенияАннотация
В статье рассматривается явление твердофазного диффузионного распространения одного вещества по поверхности другого, сопровождающееся химической реакцией. Целью исследования является описание в слое - продукте реакции, концентрации веществ и роста поверхностного слоя. Построена модель, которая учитывает условия перераспределения диффузионных потоков и возгонку диффузанта. Она представляет собой систему параболических уравнений, осложненных подвижной неизвестной границей. Разработан алгоритм нахождения конечно-разностного решения, основанный на методе выпрямления фронта. Благодаря оценке характерных времен происходящих процессов удалось построить аналитическое приближение. Численное и аналитическое решения хорошо согласуются друг с другом в широком диапазоне значений параметров модели, в том числе предельных случаях. Это позволило установить временной закон роста поверхностного слоя, который имеет порядок .
Скачивания
Библиографические ссылки
Neiman A.Ya. Cooperative transport in oxides: diffusion and migration processes involving Mo (VI), W (VI), V (V) and Nb (V) // Solid State Ionics. - 1996. - V. 83, N. 3-4. - С. 263-273. DOI
Нейман А.Я., Гусева А.Ф. Новые данные о механизме массопереноса при твердофазных реакциях. II. Поверхностные и электроповерхностные явления // Кинетика и катализ. - 1999. - Т. 40, № 1. - С. 38-49.
Нейман А.Я., Утюмов В.Ю., Карпов С.Г., Костиков Ю.П., Шиятова М.В. Твердофазное растекание и кристаллизация высокотемпературных оксидов. Системы M2O3/Al2O3, M2O3/ZrO2(Y2O3); (M=In,Ga,Cr) // Поверхность. - 2000. - № 3. - С. 52-61.
Neiman A., Guseva A., Trifonova M. Surface reaction diffusion during formation of molybdates and tungstates // Solid State Ionics. - 2001. - V. 141-142. - P. 321-329. DOI
Guseva A., Neiman A., Konisheva E., Trifonova M., Gorbunova E. The interface transport of V2O5 and WO3 into CaMo(W)O4 stimulated by an electric field // Surface Science. - 2002. - V. 507-510. - P. 140-145. DOI
Нейман А.Я., Гусева А.Ф. Трифонова М.В., Суханкина И.В. Поверхностная реакционная диффузия при синтезе молибдатов и вольфраматов: роль фазового состава продуктов // Журнал неорганической химии. - 2005. - Т. 50, № 3. - С. 367-372.
Yelfimov Yu.A., Ivanov A.O. A Mathematical model of surface-reaction diffusion // Int. J. Fluid Mech. Research - 2000. - V. 27, N. 2-4. - P. 312-319.
Левенских А.В., Иванов А.О. Математическое моделирование поверхностной реакционной диффузии. Численное решение // Математическое моделирование в естественных науках: Тез. докл., XIV Всерос. шк.-конф. мол. уч., Пермь. - Пермь: ПГТУ, 2005. - С. 43.
Пермикин Д.В. Исследование модели поверхностной реакционной диффузии при условии фронтального взаимодействия веществ // Проблемы теоретической и прикладной математики: Тр. 37-ой регион. молод. шк.-конф., Екатеринбург, 2-6 февраля 2006 г. - Екатеринбург: УрО РАН - С. 259-263.
Зверев В.С. Моделирование поверхностной реакционной диффузии и численное решение // Матем. моделирование. - 2010. - Т. 22, № 7. - С. 82-92.
Химическая энциклопедия: В 5 т. / Гл. ред. И.Л. Кнунянц и Н.С. Зефиров. - М: Советская энциклопедия, Большая российская энциклопедия, 1988-1998.
Карташов Э.М. Аналитические методы в теории теплопроводности твердых тел. - М.: Высш. шк., 2001. - 550 с.
Александров Д.В. К теории зарождения двухфазной зоны концентрационного переохлаждения // ДАН. - 2003. - Т. 392, № 3. - С. 322-327.
Самарский А.А., Вабищевич П.Н. Вычислительная теплопередача. - М.: Едиториал УРСС, 2003. - 784 с.
Калиткин Н.Н. Численные методы. - М.: Наука, 1978. - 512 с.
Fisher J.C. Calculation of diffusion penetration curves for surface and grain boundary diffusion // J. Appl. Phys. - 1951. - V. 22, N. 1. - P. 74-77. DOI
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2012 Вычислительная механика сплошных сред
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.