Компьютерная имитация и анализ структуры пор нанопористого углерода, полученного из карбидов

Abstract

Представлена компьютерная имитация структуры пор пористого пространства нанопористого углерода, полученного из карбида кремния в виде трехмерной ортогональной сети каналов, удовлетворяющая следующим экспериментальным фактам: размер пор соответствует максимуму распределения объема пор по размеру, а удельная площадь поверхности пор – экспериментальному значению. Сечения каналов пор – квадрат, круг, шестиугольник, восьмиугольник. Модели исходных кластеров формируются методом молекулярной динамики. Комплекс компьютерных программ позволяет вычислить распределение пор по размерам, удельную площадь поверхности, гибридизацию, пористость, фрактальность, радиальную функцию распределения, структурные параметры, устойчивость, водородную емкость, а также исследовать влияние температуры на указанные параметры нанопористого кластера.

Наведено комп’ютерну імітацію структури пор пористого простору нанопористого вуглецю, одержаного з карбіду кремнію у вигляді тривимірної ортогональної мережі каналів, що задовольняє наступним експериментальним фактам: розмір пор відповідає максимуму розподілу об’єму пор за розміром, а питома площа поверхні пор – експериментальному значенню. Перетини каналів пор – квадрат, коло, шестикутник, восьмикутник. Моделі вихідних кластерів формуються методою молекулярної динаміки. Комплекс комп’ютерних програм дозволяє обчислити розподіл пор за розмірами, питому площу поверхні, гібридизацію, пористість, фрактальність, радіяльну функцію розподілу, структурні параметри, стійкість, водневу місткість, а також досліджувати вплив температури на зазначені параметри нанопористого кластера.

Computer simulation of pore structure in porous space of nanoporous carbide fabricated of silicon carbide in the form of 3D orthogonal net of channels is presented. Model complies with the following experimental facts: pore size corresponds to the maximum of pore-size distribution; specific surface areacorresponds to that observed in experiment. Cross-sections of channels are as follows: circle, square, hexagon, and octagon. Models of initial clusters are formed by molecular dynamics method. Model is realized as software package, which makes possible calculation of pore-size distribution, specific surface area, hybridization, porosity, fractality, radial distribution function, structure parameters, stability, and hydrogen capacity. Software package makes also possible to investigate the temperature influence on parameters of nanoporous cluster.