Введение
Глава 1. Теоретические основы метода изотопного обмена двухатомных молекул и твердым телом
1.1. Изотопный обмен двухатомных молекул без учета изотопных
эффектов (на примере кислорода)
1.1.1. Равновесие в газовой фазе 19
1.1.2. Скорость межфазного обмена 22
1.1.3. Понятие о трех типах обмена 23
1.1.4. Вероятностная модель перераспределения изотопа 29
1.1.5. Двухступенчатые модели изотопного перемешивания 31
1.2. Расширение представлений об анализе механизма обмена кислорода
1.2.1. Формулировка основного подхода к анализу 36
1.2.2. Одностадийные механизмы обмена кислорода 43
1.2.3. Механизм диссоциативной адсорбции кислорода 45
1.2.4. Механизмы с рядом последовательных стадий 50
1.2.5. Механизмы обмена кислорода со стадией диссоциации 57
1.2.6. Использование неравновесных условий для анализа кинетики обмена кислорода 61
1.2.7. Равноценный и неравноценный обменоспособный кислород поверхности оксида 68
1.2.8. Механизм обмена кислорода с учетом функции распределения скоростей диссоциативной адсорбции и инкорпорирования 71
1.2.9. Механизмы обмена кислорода газовой фазы с композиционными материалами 84
1.3. Описание моделей для обработки экспериментальных данных
1.3.1. Модель экспоненциальной кинетики обмена 96
1.3.2. Модели, учитывающие диффузию кислорода в оксиде 100
1.3.3. Модель изотопного обмена кислорода с двумя последовательными стадиями диффузии 105
1.3.4. Модель изотопного обмена кислорода с двумя параллельными процессами обмена и диффузии 108
1.3.5. Модели для расчета скоростей трех типов обмена 121
1.4. Изотопный обмен двухатомных молекул с учетом изотопных эффектов (на примере водорода)
1.4.1. Изотопные эффекты водорода 124
1.4.2. Основные кинетические уравнения 130
1.4.3. Особенности механизма диссоциативной адсорбции водорода 134
1.4.4. Температурная зависимость скорости десорбции
водорода 135
1.5. Выводы к главе 1 138
Глава 2. Экспериментальная часть
2.1. Метод изотопного обмена кислорода с анализом газовой фазы
2.1.1. Общее описание метода 140
2.1.2. Описание экспериментальной установки 146
2.1.3. Описание методики проведения эксперимента 148
2.2. Метод изотопного обмена водорода с анализом газовой фазы
2.2.1. Описание экспериментальной установки 150
2.2.2. Особенности методики проведения эксперимента 152
2.3. Метод изотопного обмена кислорода с ячейкой с разделенным газовым пространством
2.3.1. Конструкция измерительной ячейки 154
2.3.2. Описание методики проведения эксперимента 155
2.4. Описание методик для аттестации образцов
2.4.1. Метод рентгенофазового анализа 157
2.4.2. Методы контроля элементного состава 157
2.4.3. Метод БЭТ 158
2.4.4. Метод лазерного светорассеяния 158
2.4.5. Метод растровой электронной микроскопии 158
2.4.6. Методы цифровой обработки изображений РЭМ 159
2.4.7. Метод просвечивающей электронной микроскопии 159
2.4.8. Метод спектроскопии рассеяния ионов малой энергии 160
Глава 3. Изотопный обмен кислорода газовой фазы с кислород-ионными электролитами
3.1. Электролиты на основе диоксида циркония 161
3.2. Электролиты на основе диоксида церия 170
3.3. Электролиты на основе галлата лантана 180
3.4. Выводы к главе 3 194
Глава 4. Изотопный обмен кислорода газовой фазы со смешанными кислород-ионными и электронно-дырочными проводниками на основе ЩЗМ и РЗЭ
4.1. Дефектная структура смешанных кислород-ионных и электронно дырочных проводников на основе ЩЗМ, РЗЭ и 3d-металлов
4.1.1. Общие сведения 195
4.1.2. Оксиды на основе кобальтитов РЗЭ и ЩЗМ 199
4.1.3. Оксиды на основе манганитов лантана 204
4.1.4. Оксиды на основе никелитов лантана 207
4.1.5. Дефектная структура поверхности оксидов
2 4.2. Изотопный обмен кислорода газовой фазы с оксидами на основе кобальтитов РЗЭ и ЩЗМ 212
4.3. Изотопный обмен кислорода газовой фазы с оксидами на основе манганита лантана 233
4.4. Изотопный обмен кислорода газовой фазы с оксидами на основе никелитов лантана 247
4.5. Выводы к главе 4 259
Глава 5. Изотопный обмен кислорода газовой фазы с системами электродный материал–электролит
5.1. Сведения из литературы 261
5.2. Изотопный обмен кислорода с композиционными материалами LSM–YSZ
5.2.1. Влияние соотношения фаз LSM и YSZ 265
5.2.2. Влияние микроструктуры в условиях длительных испытаний 273
5.3. Изотопный обмен кислорода с электрохимической ячейкой Pt YSZ Pt с разделенным газовым пространством 280
5.4. Выводы к главе 5 292
Глава 6. Изотопный обмен кислорода и водорода газовой фазы с протонными электролитами
6.1. Изотопный обмен кислорода с протонпроводящими оксидами со структурой перовскита 294
6.2. Изотопный обмен водорода с протонпроводящими оксидами на основе скандата лантана 315
6.3. Выводы к главе 6 326
Выводы 327
Список литературы
