Влияние фазовых превращений на термоэмиссию гафния и рутения

• Автор: Рухляда, Павел Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Долгопрудный
• Количество страниц: 104 с. : ил.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Работа выхода — фундаментальная характеристика поверхности

1.2. Теоретическая концепция работы выхода

1.3. Оценка вклада в работу выхода поверхностного барьера

1.4. Измерение работы выхода с помощью ТЭЭМ

1.5. Изучение кинетики фазовых переходов методами микроскопии

Гб.Образование микрорельефа на поверхностях полиморфных кристаллов при

циклическом прохождении через точку фазового перехода

1.7. Влияние водорода на физические свойства кристаллов

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ

2.1. Усовершенствование вакуумной системы ТЭЭМ

2.2. Конструкция механизма перемещения образца
2.3. Методика измерения локальных токов и работы выхода
2.4. Изучение кинетики фазовых переходов
2.4.1. Передача изображения процессов кинетики фазовых переходов с экрана ТЭЭМ на компьютер
2.4.2. Измерение скорости движения границы раздела фаз
2.5. Методы подготовки и исследования образца
2.5.1. Приготовление образцов
2.5.2. Рентгеноструктурный анализ
2.5.3. Определение чистоты объектов с помощью лазерного масс-спектрометра ЛАММА- 1000
2.5.4. Контроль микрорельефа поверхности, количества примеси в объеме и на поверхности образцов
2.5.5. Определение монохроматических коэффициентов излучения гафния и
рутения
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
3.1. Измерение работы выхода различных граней рутения

3.1.1. Измерение монохроматических коэффициентов излучения рутения и гафния
3.1.2. Определение ориентации моноблоков в образце рутения
3.1.3. Эмиссионные изображения различных граней рутения, полученные с помощью ТЭЭМ
3.1.4. Экспериментальные значения работы выхода рутения для различных граней в зависимости от угла наклона к заданной плоскости
3.2.Измерение работы выхода различных граней рутения, отожженного в водороде
3.3. Измерение скорости движения границы раздела фаз на грани (1124) Ли
3.4. Экспериментальные значения РВ гафния для различных граней в зависимости от угла наклона к заданной плоскости
3.5. Формирование ступенчатой структуры на поверхности монокристалла
рутения
ГЛАВА 4 . ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1. Определение работы выхода различных граней чистого рутения
4.2. Оценка вклада поверхностного барьера в работу выхода рутения
4.3. Определение работы выхода различных граней рутения, отожженного в водороде
4.4. Определение работы выхода различных граней гафния
4.5. Предпереходное состояние при фазовом превращении; формирование ступенчатой структуры (микрорельефа)
4.6. Ступенчатая структура на поверхности монокристалла рутения
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Многие вещества могут существовать в различных кристаллических модификациях, то есть при одном и том же химическом составе обладают разными физическими и химическими свойствами. При фазовых переходах происходят изменения во внешних электронных оболочках атомов, а, следовательно, и изменения свойств твердого тела. Вещества, которые в твердом состоянии могут существовать в различных модификациях, называют аллотропными или полиморфными. Вопрос о терминологии в отношении названия превращения твердых тел обсужден в работе [1]. Используются оба названия, но считается, что термин «аллотропный» применим к элементам, а название «полиморфный» относится к соединениям, хотя строгого различия не проводится. Полиморфизм — широко распространенное явление. Среди элементов периодической таблицы Д.И.Менделеева 56 элементов испытывают аллотропные превращения [2].
Вещество может переходить из одной модификации в другую под воздействием, например, нагрева, давления, облучения и т.д. В технологических процессах при изготовлении деталей из полиморфных металлов необходимо учитывать изменения их свойств, таких как пластичность, деформация формы при переходе через точку фазового превращения.
Проблема циклического нагрева при использовании высоких температур актуальна для многих отраслей техники, например, в металлургии, ракетостроении, производстве электровакуумных приборов, энергетике, так как циклический нагрев влияет на срок службы периодически нагреваемых деталей и узлов.
В работе [1] указывается, что очень важными при обсуждении проблемы полиморфизма являются вопросы механизма и кинетики полиморфного превращения.
Многие физические явления и процессы в значительной мере обусловлены состоянием поверхности: термоэлектронная эмиссия, выращивание кристаллов, коррозия, катализ, хрупкий излом, явления на полупроводниковой границе раздела.

Четко наблюдается обращение контраста на двух моноблоках при у-Р и Р-а-переходах. На рис. 13 А плоскость блока в правой части рисунка темная при 1600 К; в Р-фазе (рис. 13 Г) плоскость становится светлой при температуре 1520 К (работа выхода уменьшается); и, наконец, в а-фазе (рис. 13 Е) плоскость стала снова темной при 1480 К (работа выхода возросла).
На рис. 14 (А-Г) представлены микрофотографии эмиссионных изображений трех моноблоков Ли при различных температурах.
і—і 50 мкм
Рис. 14 (А-Г). Эмиссионные изображения трех моноблоков Ки при различных температурах: (А) — у-фаза, 1620 К; (Б) — у->р~переход, 1500 К; (В) — р-фаза, 1520 К; (Г) — р-»у-переход, 1500 К
Зерна в левой части рисунка практически не отличаются по контрасту (снимок получен при температуре 1620 К в у-фазе). Рис. 14 Б демонстрирует процесс фазового перехода: р-фаза с меньшей работой выхода (светлый фронт) вытесняет черную область — у-фазу. В р-фазе (Т=1520 К) в левой части рисунка просматривается слабый контраст. И, наконец, на рис. 14 Г виден процесс