Эти исследования позволили предложить модель "медный кластер - дефект", которые обеспечивают обмен водород - медь между объёмным дефектом и поверхностным кластером меди в зависимости от условий термообработки.
Предварительные исследования и оценки показали, что распределение водорода в матрице накопителя сильно зависит от температуры. Это было дополнительно исследовано. Определялось изменение количества водорода вблизи медного кластера и объёмного дефекта в зависимости от температуры при сравнении с комнатной температурой. Отрицательные значения этой величины показали, что средняя плотность ZnO выше плотности в объёмном дефекте.
Подвижность водорода при разных температурах была проверена с помощью исследований неупругого рассеяния нейтронов на резонансном спин-эхо спектрометре. По результатам измерений была оценена зависящая от времени автокорреляционная функция водорода, которая описывает вероятность нахождения частицы в определённом объёме импульсного пространства. Область заметного изменения корреляционной функции связана с характерным временем релаксации водородной подсистемы (в нашем случае ~ 1 пикосекунда). Это позволяет оценить коэффициент диффузии. Коэффициент диффузии D~10-4 см2/с сохраняется до низких температур. Возрастание количества водорода вблизи дефектов означает, что становятся активными в удержании водорода дефекты с низкой энергией активации. Таким образом, увеличение емкости накопителя водорода, в принципе, можно добиться увеличением концентрации дефектов с высоким значением энергии десорбции. Результаты, полученные для Cu0.08Zn0.92O, указывают, что эта система способна эффективно абсорбировать и десорбировать 0.6 вес.% водорода. При этом порядка 70% абсорбированного водорода может быть извлечено при комнатной температуре и атмосферном давлении. По предварительным оценкам при оптимизации состава и искусственном увеличении дефектности структуры емкость по водороду таких соединений может достигать 3-6 вес.%.
В результате химического травления было установлено, что содержание меди несущественно отличалось от исходного. Тенденция зависимости содержания гексагонального нитрида бора, определённого путём химического травления и по данным рентгенофазового анализа была аналогична. Поэтому было взято среднее значение содержания гексагонального нитрида бора по результатам определения с помощью этих двух методик.
Из представленных данных можно сделать вывод, что расплав меди катализирует фазовый переход кубического нитрида бора в гексагональную структуру, причём данный процесс происходит с выделением энергии.
При концентрациях BNк свыше 70мас.% каталитическое взаимодействие между медью и кубическим нитридом бора по изменению теплового эффекта уже началось, однако образование гексагонального нитрида бора не происходит. Данный факт можно объяснить, незначительной областью образования расплава и релаксацией структуры кубического нитрида бора относительно воздействия. В диапазоне концентраций от 40 до 70мас.% уменьшение гексагонального нитрида бора происходит почти линейно, что по характеру зависимости совпадает с изменением теплового эффекта. Площадь пиков вступающих во взаимодействие меди и КНБ сопоставимы. И, наконец, при концентрациях BNк до 40мас.% наблюдаемое изменение концентрации гексагонального нитрида бора менее значительно. Данное изменение обусловлено, вероятнее всего, областью контакта, которая уменьшается, а образовавшийся на поверхности КНБ гексагональный нитрид бора ослабляет каталитическое воздействие меди. Таким образом, механизм каталитического взаимодействия диффузионный.
[1] М.С. Друй, А.А. Лавринович, Т.П. Никитина, Ю.Г. Саксонов. Тр. ВНИИАШ, 15, 21 (1974)
[2] Д.М. Карпинос, Н.А. Богомаз, С.П. Листовничая. Исследование нитридов. Киев: ИПМ АН УССР (1975). с.78.
[3] Г.А. Ясинская, Огнеупоры, 1965, 30, №2, с. 20-23.
[4] O. Glemser, H. Haeseler, Z. anorg, und allg. Chem.279, №3/4, S.141-145 (1955).
[5] В.А. Рабинович, З.Я. Хавин. Краткий химический справочник. С-Пт.: Химия. (1994).429с.
[6] М.В. Харитонова, И.Я. Ривлин. Абразивы и алмазы. №5, с.3. (1967).