ИСТИНА

Разработана модель взаимодействия диссоциированного воздуха с поверхностью теплозащитного материала SiO2 (β-кристобалит). Для описания гетерогенных процессов использовался кластерный подход, в котором поверхность (111) кристалла SiO2 моделировалась различными кластерами, передающими стехиометрию кристалла и валентные состояния, лежащие на поверхности SiO2 атомы кремния и кислорода. В процессе моделирования рассматривались три места адсорбции. Для рассматриваемых центров адсорбции определены энергии адсорбции атомов N, O и молекул N2, O2, NO, ON. Показано, что химическая адсорбция реализуется только на одном центре адсорбции S1. В то время как на остальных центрах адсорбции S2 и S3 осуществляется физическая адсорбция, определяемая вандерваальсовым взаимодействием. Показано, что проникновение атомов кислорода и азота внутрь кристаллической структуры приводит к дезактивации активного центра S1 в результате связывания валентного электрона атома кремния первого слоя. На основе теории переходного состояния в приложении к поверхностным реакциям были вычислены константы скоростей процессов адсорбции-десорбции на кластере Si4O6H9, отвечающим месту адсорбции S1. Реакции ударной рекомбинации с образованием молекул O2, N2, NO моделировались последовательностью химической адсорбции газофазного атома на уже адсорбированный атом и последующей десорбции образовавшейся молекулы. При образовании молекул NO рассмотрены два возможных случая рекомбинации - когда атом азота из газовой фазы взаимодействует с адсорбированным атомом кислорода и когда атом кислорода из газовой фазы взаимодействует с адсорбированным атомом азота. Константы скоростей реакций рекомбинации вычислялись в предположении квазистационарности концентраций промежуточных комплексов. Все рассчитанные константы скорости рассматриваемых процессов были аппроксимированы в обобщенной форме Аррениуса в диапазоне температур 500-2200 K.