Просторова самоорганізація в твердому тілі в умовах впливу магнітного поля та електрохімічних перетворень - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня доктора фізико-математичних наукНауковий консультант: академік НАН України доктор фізико-математичних наук, професор Баряхтар Віктор Григорович, Інститут магнетизму НАН України та МОН України, директор. Офіційні опоненти: член-кореспондент НАН України, доктор фізико-математичних наук, професор, Молодкін Вадим Борисович, Інститут металофізики ім. доктор фізико-математичних наук, професор, Беляєва Алла Іванівна, Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут” МОН України, професор кафедри загальної та експериментальної фізики; Захист відбудеться “31” березня 2008 р. о 14 00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.245.01 у Інституті електрофізики і радіаційних технологій НАН України за адресою: 61003, м. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту електрофізики і радіаційних технологій НАН України за адресою: 61024, м.Теоретичне та експериментальне вивчення впливу зовнішніх факторів, таких як магнітні поля та електрохімічні перетворення, на структуру, фізичні властивості твердих тіл та їх поверхонь, що межують з іншими фазами конденсованого середовища, привертає все більше уваги дослідників. При цьому магнітні поля, як фактори впливу, здатні змінювати властивості твердого тіла в усьому його обємі, в той час як електрохімічні перетворення відбуваються на поверхні твердого тіла, змінюючи граничні умови відповідних рівнянь опису фізичних властивостей твердих тіл і спричиняючи, зокрема, дифузійні явища. Можна стверджувати, що дослідження комплексного впливу магнітних полів в твердому тілі та електрохімічних перетворень на його поверхні є точкою перетину фізики твердого тіла та інших галузей фізики і хімії, наприклад, таких як магнітна гідродинаміка, конвективна дифузія, фізика магнітних явищ, електрохімія. Зазначимо, що просторово неоднорідні структури в електролітах поблизу поверхонь твердих тіл, які, як було показано в даній дисертаційній роботі, неважко безпосередньо експериментально спостерігати, можуть слугувати для виявлення процесів самоорганізації в твердому тілі в умовах впливу зовнішніх магнітних полів та електрохімічних перетворень. Метою дисертаційної роботи є вирішення проблеми щодо встановлення особливостей комбінованого впливу магнітного поля та електрохімічних перетворень на структуру і фізичні властивості твердих тіл в умовах просторової самоорганізації, а також виявлення суті фізичних механізмів, що визначають виникнення ефектів самоорганізації в твердому тілі від мезо-до мікромасштабів, спричинених спільним впливом постійного магнітного поля та електрохімічних перетворень, які здійснюються в широких інтервалах зміни значень напруженості постійного магнітного поля і залежать від форми та фізичних властивостей твердих тіл і їх поверхонь, а також від концентрації оточуючого тверді тіла електроліту. магнітний поле самоорганізація тілоТакож детально розглядається проблема впливу магнітного поля на перебіг електрохімічних перетворень за участі твердих тіл, в тому числі на електроліти в магнітному полі, рівняння конвективної дифузії та магнітної гідродинаміки поблизу міжфазної поверхні метал - електроліт, катодне осадження та анодне розчинення металів в умовах впливу магнітного поля, корозія металів в магнітному полі. Крім того в розділі 2 на основі системи рівнянь магнітної гідродинаміки було побудовано модель багатовихрової структури електроліту, індукованої постійним магнітним полем без наявності прикладеного електричного поля поблизу поверхні провідного циліндру, з урахуванням ефекту самоорганізації, що полягає в утворенні довгомасштабної періодичної модуляції густини струму та електричного потенціалу на поверхні провідного зразку, що спричинена дією сторонніх сил: , де je - потенціал електричного поля в електроліті, jm - потенціал електричного поля в зразку у вигляді провідного твердотільного циліндру, а r0 - його радіус, ke - провідність електроліту, km - провідність металу, jmr - jer = f(z) - періодична функція, яку зручно розкласти в ряд Фурє , де ke, km - провідності електроліту та твердотільного зразку, відповідно, r - циліндрична координата, jmr - jer - стрибок нормальної компоненти густини струму на поверхні циліндра, яка виникає внаслідок існування сторонніх сил, що виникають при перебігу хімічної реакції між твердим тілом та електролітом. Результати моделі передбачають, що характерна довжина згасання швидкості обертання електроліту з відстанню від поверхні циліндра по порядку величини дорівнює періоду просторової модуляції електричного потенціалу вздовж осі симетрії циліндра, як це видно з розрахованого в рамках моделі розподілу швидкості електроліту: , , , де , тут , , , , n - коефіцієнт кінематичної вязкості електроліту, e =a2r02, константи cp і cq знаходяться з граничних умов для азимутальної швидкості.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ