Phenomenology of the effect of ion irradiation on the work function of metals

Polycrystalline Al and Zn samples were irradiated with 30 keV Ar+ ions at room temperature and the changes of their electron work functions, Φ were measured by the Kelvin method. Similarly to what was earlier experienced with stainless steel the changes of Φ as a function of displacement per atom (DPA) were seen to be of extremal character. This can be considered as a manifestation of competing formation and annealing of displacements. Comparing the Lang-Kohn theory of work function with the present experimental results the changes of the Wigner-Seitz radii were evaluated. A differential law for the dependence of the Wigner-Seitz radius on DPA is proposed

Fém/elektrolitoldatok határfelülete magas hőmérsékleten = Metal/electrolyte solution interface at high temperatures

Munkánk célja magas hőmérsékletű elektrokémiai rendszerek tulajdonságainak meghatározása volt, amit elektrokémiai mérések, analitikus számítások és számítógépes szimulációk segítségével kívántuk megvalósítani. A hőmérsékletfüggő mérésekhez szükséges autoklávot átalakítottuk és a szuperkritikus vízben történt méréseinkhez megépítettünk egy 25 MPa nyomás és 500 C hőmérséklet elérését lehetővé tevő kísérleti eszközt. Méréseket végeztünk arany és platina elektródokon a kettősréteg hőmérsékletfüggő tulajdonságainak megismerésére, illetve a határfelületi hidrogén- és oxigénfejlődési kinetika hőmérsékletfüggésének vizsgálatára. Vizsgálatuk rozsdamentes acélokon lejátszódó határfelületi folyamatok kinetikáját és mechanizmusát. Szuperkritkus körülmények között meghatároztuk néhány rozsdamentes acéltípus korrózióállóságát. Méréssorozatot indítottunk a Zr-1%Nb ötvözet lokális korróziós tulajdonságainak meghatározására is. Vizsgáltuk különböző kationok és anionok adszorpciójának hőmérsékletfüggését is a 20 - 80 C-os hőmérséklet-tartományban. A kettősréteg tulajdonságainak részletesebb megismerésére MD-szimulációkat végeztünk a 20 ?-320 C hőmérséklet-tartományban. A fémek felületén létrejövő passzív oxidrétegeknek az elektrokémiai jelenségekre gyakorolt hatását az általunk kidolgozott reakció gátolt diffúzió elméletével írtuk le. A lokális határfelületi elektrokémiai folyamatok megértéséhez és leírásához determinisztikus, véges elemes modellezési munkát kezdtünk. | The aim of our work was to determine and describe the properties of high temperature electochemical systems by electrochemical experiments, analytical models and numerical symulations. We developed further our experimental setup and designed a new autoclave for experiments in supercritcal water. This allowed us to work under a pressure of 25 MPa and temperature of 500 C. We performed experiments on gold and platinum electrodes to determine the properties of the double layer, and the temperature dependence of the kinetics of the hydrogen and oxygen evolution processes. We investigated the mechanism and kinetcis of interfacial processes on stainless steels. We determined the corrosion resistance of a set of selected stainless steels under supercritical conditions. We performed a series of measurements to understand the susceptibility of Zr-1%Nb towards localized corrosion. We determined the temperature dependence of certain anions and cations in the temperature range of 20 ? 80 ?C. To understand the properties of the double layer on the atomic level we performed a series of molecular dynamics simulations in the range of 20 ? 320 ?C. We described the role of the passive oxide layer in the electrochemical processes by the theory of the reaction limited diffusion. We started deterministic, finite element modelling to describe and understand the elementary electrochemical processes in the double layer

Szén nanocső jellegű nanoszerkezetek előállítása, módosítása és jellemzése fizikai, kémiai és szimulációs módszerekre alapozva = Production, modification and characterization by physical, chemical and computer simulation of carbon nanotube type nanostructures

Kimutattuk, hogy a nem-hatszöges (n-H) gyűrűket is tartalmazó szén nanoszerkezetek (Y-elágazás, hengerspirálok, stb.) növekedését az n-H gyűrűk beépülésének mikéntje határozza meg, új modellt javasoltunk hengerspirálok szerkezetére. Elsőként készítettünk Si3N4/szén nanocső kompozitokat és megmutattuk, hogy megfelelő szinterelési paraméterek alkalmazásával megőrizhetők az elektromosan vezetővé tett mátrix jó tulajdonságai. Új nanocső növesztési módszereket dolgoztunk ki. Elsőként bizonyítottuk, hogy az ionos besugárzás nyomán a szén nanocsöveken, valóban a szimulációknak megfelelő topográfiai alakzatok jelennek meg. Elméleti modellt adtunk a hibák környezetében azt STM felvételeken megfigyelhető szuperstruktúrák eredetére. Megmutattuk, hogy a funkcionalizálás módjától függően a funkciós csoportok szigetszerűen, vagy folytonoshelyezkednek el. A funkciós csoportok megváltoztatják a nanocsövek válaszjelét a környezetben jelenlévő gázokra/gőzökre. Sikeresen fejlesztettünk elméleti módszereket a gyengén kölcsönható nagy atomszámú rendszerek leírására és elsőkként vizsgáltuk sok szén nanocsöből felépülő kötegekben a csövek egymással való kölcsönhatását. Első elvekre illetve sűrűségfunkcionál módszerre alapozva vizsgáltuk a duplafalú szén nanocsövek, illetve a nanocsőben elhelyezkedő szénláncok tulajdonságait. A sajátfejlesztésű hullámcsomagdinamikai módszerünkkel elsőkként vizsgáltuk az elektronhullámok terjedését szén nanocső Y elágazásokban. | We showed that the growth of carbon nanostructures containing non-hexagonal (n-H) rings (Y-branches, coils etc.) is determined by the incorporation of the n-H rings, we proposed a new model for the structure of regularly coiled carbon nanotubes. We prepared the first Si3N4/carbon nanotube composites and we showed the under proper sintering conditions the composite can be made conductive while keeping the remarkable properties of the matrix. We developed new growth methods for carbon nanotubes. We showed for the first time that ion irradiation of carbon nanotubes indeed creates the features predicted by simulations. We proposed a theoretical description of the superstructures observed in STM in the vicinity of the defects. Depending on the way in which the functionalization is done, the functional groups appear on the nanotubes in an island-like or a continuous fashion. Their presence influences the response of the carbon nanotubes to the gases/vapors present in the atmosphere. We developed successfully theoretical tools for the description of weakly interacting large system and investigated for the first time the interaction of tubes in carbon nanotube bundles containing many tubes. Based on first principle and density functional calculations we investigated the double wall carbon nanotubes and linear carbon chains located inside a SWCNT. Using our own wave packet dynamical software we investigated the propagation of electronic waves in carbon nanotube Y junctions