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測(cè)量鈦鉬和鈦鋯絲蒸發(fā)參數(shù):結(jié)果討論
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2014-09-04  閱讀

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  在常溫下鈦對(duì)N2、H2的吸附一般是化學(xué)吸附。但在液氮溫度下鈦膜對(duì)不同氣體的吸附過程和吸附性質(zhì)尚在探討。目前較多的看法是包括三個(gè)過程的吸附:s*先是氣體分子被物理吸附于表面;然后很快轉(zhuǎn)化為分子態(tài)的化學(xué)吸附,并在表面形成一個(gè)可游動(dòng)的吸附致密層;z*后,擴(kuò)散進(jìn)入膜中轉(zhuǎn)為原子態(tài)的穩(wěn)定化學(xué)吸附。按這樣的吸附過程,起始粘著系數(shù)實(shí)際是物理吸附概率。據(jù)Feukel理論,在物理吸附階段,吸附于表面的分子數(shù)與碰撞在表面上的分子數(shù)n及其停留時(shí)間r有關(guān)
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16-30
  
  式中  Q-物理吸附熱,它和氣體性質(zhì)、膜的材料有關(guān);
  
  ro-被束縛于表面的分子在垂直表面的法線方向上的振動(dòng)周期。它與構(gòu)成膜面的原子(或分子)的振動(dòng)時(shí)間有直接關(guān)系。
  
  在一般情況下,TO=10-12~10 -14S。由式(16-30)酉見,r主要取決于膜面溫度T。,隨T。的降低,顯然增加了氣體分子碰在膜面上的停留時(shí)間r,粘著系數(shù)也就增大了。
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  還看到,鈦鉬絲對(duì)N2 .H2吸附容量隨膜生成溫度的降低而增大。這與低溫下成膜的結(jié)構(gòu)及吸氣過程相聯(lián)系。研究表明:低溫下生成膜與較高溫度下生成膜相比有兩個(gè)特點(diǎn):①盡昝表面吸附位置數(shù)目基本相同,但其中高能吸附位置數(shù)的比例增多;②由于晶格較雜亂,增大了吸附可利用的內(nèi)表面積,膜中也同時(shí)存在較多的品格缺陷。
  
  在低溫吸附過程中,吸附容量主要取決于表面致密層中被吸附氣體分子向膜中的擴(kuò)散速率。它除與膜面溫度有關(guān)外,還與膜的晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)。N2和H2在鈦膜中擴(kuò)散主要是通過晶界間隙和品格缺陷進(jìn)行的。因此,在低溫下生成的膜,由于可利用吸附表面積的增大和大量品格缺陷的存在,使吸附量必然增加。
  
  此外,吸氣容量特性與吸氣材料的性質(zhì)有關(guān)。在常溫下鈦鋯絲的吸附容量反而比液氮溫度下要大。鋯作為一種高溫吸氣材料在電子管中廣泛應(yīng)用,正是利用了鋯在高溫下有更大吸氣能力的這一特點(diǎn)。
  
  化學(xué)吸附是單分子層的。要不斷吸氣必須更新表面的吸附位置(繼續(xù)蒸發(fā)新鮮鈦膜,或者已吸附分子向膜內(nèi)擴(kuò)散),因此粘著系數(shù)口又與表面覆蓋度e有關(guān)。
測(cè)量鈦鉬和鈦鋯絲蒸發(fā)參數(shù):結(jié)果討論
測(cè)量鈦鉬和鈦鋯絲蒸發(fā)參數(shù):結(jié)果討論
  
  當(dāng)表面覆蓋度0=0(即f(∞=1)時(shí),表面粘著系數(shù)稱為本征粘著系數(shù)ao。它的物理意義是指蒸發(fā)率足夠高或工作壓力足夠低時(shí),鈦膜表面幾乎沒有吸附上任何氣體分子的新鮮情況下,對(duì)氣體分子的粘著系數(shù)。在一般情況下,上述條件是不能滿足的。因此,實(shí)際所測(cè)粘著系數(shù)是表面覆蓋度日≠0時(shí)的值,故a< a0。就本實(shí)驗(yàn)條件,由于蒸發(fā)率較小(W=2.9 X10-8g/cm2.s),本底壓力又較高,所以表面覆蓋度的影響不能忽略,所測(cè)粘著系數(shù)并不是本征值a。