Проекты

проект РФФИ 13-03-01187-а

  Реакционная способность термоэлектрических клатратных соединений при взаимодействии с компонентами воздуха

Проект нацелен на решение фундаментальной проблемы химии твердого тела - выявление фундаментальных закономерностей реакционной способности кристаллических фаз в реакциях с компонентами воздуха и процессов формирования оксидных слоев (защитных покрытий) для новых материалов. Общая проблема решается для кристаллов новых клатратных соединений, перспективных в качестве термоэлектрических материалов нового поколения.

Применение новых клатратных термоэлектрических материалов ограничивается тем фактом, что их поверхность нестабильна в условиях эксплуатации. В связи с этим общим подходом к разработке материалов, пригодных для прямого преобразования тепловой солнечной энергии, является выбор составов и условий, обеспечивающих формирование тонких оксидных слоев с пассивирующими свойствами. При этом должны сохраняться уникальные свойства этих материалов - высокая электропроводность при низкой теплопроводности, обуславливающих перспективы их применения в термоэлектрических устройствах нового поколения.

Экспериментально и теоретически решаются следующие задачи:

1. Синтез кристаллов клатратных соединений заданного состава и приготовление атомарно-чистых поверхностей;

2. Теоретическое и экспериментальное исследование процессов окисления и явлений сегрегации в оксидном и пограничном слоях кристалла;

3. Определение термодинамических и кинетических условий формирования оксидных слоев заданной толщины и состава, перспективных в качестве пассивирующих покрытий.

В экспериментальном исследовании варьируемыми параметрами являются состав кристалла и физико-химические условия формирования оксидного слоя: температура, продолжительность процесса, состав газовой среды. При помощи комплекса методов зондовой микроскопии, РФЭС, УФЭС и др.) исследованы структура оксидного слоя (толщина, шероховатость, сплошность, степень кристалличности и т. д.), его состав и распределение всех компонентов по толщине слоя и в приповерхностных слоях кристаллов. Особое внимание будет уделяться сегрегации (т.е. обогащению поверхности одним из компонентов кристалла) в ее связи с пассивирующим действием. Теоретическое исследование включает квантово-химическое моделирование продуктов окисления и сравнение их относительной устойчивости. В результате выявлены закономерности в процессах формирования тонких оксидных слоев для клатратных соединений с пассивирующими свойствами.

5. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

термоэлектрические материалы, реакционная способность, преобразование энергии, защитные покрытия, клатратные соединения