ИСТИНА

Процесс некаталитического синтеза водорода требует использования проволочных матриц [1] эксплуатирующихся при температурах выше 1000°С в среде обогащённой кислородом. В материалах на базе фехраля (FeCrAl) формируется на поверхности тонкая плёнка алюминия в связи с чем было проведено исследование взаимодействия молекул кислорода с поверхностью ГЦК алюминия методом молекулярной динамики. Моделирование проводилось в программном пакете LAMMPS [2] с использованием потенциалов межатомного взаимодействия, построенных в работе [3]. Согласно [4] в качестве поверхностей был выбран ряд кристаллографических плоскостей с индексами Миллера (100), (110), (111), (210), (211), (221), (310), (311), (331) и (511). Модельные ГЦК сверхячейки строились согласно условиям: ось X~30Å, ось Y~40Å и ось Z~60Å. Число атомов алюминия в построенных согласно данным условиям модельных сверхячейках составляло в среднем 4500. Далее сверхячейка увеличивалась в два раза вдоль оси Z путем добавления пустого пространства объемом равным объему исходной сверхячейки. В итоге перпендикулярно оси Z образовывалась свободная поверхность с плоскостью с заданными индексами Миллера. В процессе молекулярно-динамического моделирования в пустое пространство сверхячейки случайным образом добавлялись молекулы кислорода до концентрации ~ 4%. В результате были рассчитаны энергии образования поверхностей ГЦК алюминия и сопоставлены с данными исследования [4]. Также, были рассчитаны энергии взаимодействия молекул кислорода с поверхностями алюминия. Из анализа данных молекулярно-динамического моделирования сделан вывод о том, что происходит диссоциация молекулы кислорода при ее взаимодействии с поверхностью алюминия. Методом визуализации в программном комплексе OVITO [5] определено количество диссоциированных молекул кислорода на поверхности алюминия в зависимости от индекса Миллера ее плоскости.