Кинетика адсорбции компонентов из газовой фазы на свободной поверхности p-металлов

• Автор: Калажоков, Замир Хамидбиевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Нальчик
• Количество страниц: 157 с.

Содержание

Основные обозначения

Введение

I. Обзор литературы по изучению кинетики адсорбции компонентов на границах фаз

1.1. Теоретические исследования кинетики адсорбции в системе поверхность-газовая фаза
1.2. Экспериментальное исследование кинетики адсорбции на поверхности чистых металлов и бинарных сплавов

1.3. Кинетика процесса адсорбции из объема

1.4. Ориентационная зависимость поверхностных характеристик металлов..

1.5.0 влиянии газовой среды и плазмы на поверхностное натяжение

жидких металлов

Выводы по первой главе

II. Теоретическое описание процесса адсорбции
2.1. Вводные замечания
2.2. Уравнения начальной стадии адсорбции молекул из газовой фазы
на однородной поверхности
2.3. О времени адсорбционной релаксации поверхности
2.4. Зависимость времени адсорбционной релаксации от параметров поверхности и условий опыта
2.5. Изменение энергетических параметров поверхности в процессе ее адсорбционной релаксации
2.6. Уравнение кинетики адсорбции компонентов в бинарных расплавах
Выводы по второй главе
III. Экспериментальная техника и методика изучения кинетики адсорбции на поверхности чистых р-металлов
3.1. Условия, необходимые для проведения опытов по кинетике адсорбции
молекул из газовой фазы на поверхности металлов
3.2. Экспериментальная установка для комплексного исследования поверхности методами электронной оже-спектроскопии и работы выхода электрона
3.3. Методики анализа поверхности методами электронной оже-спектроскопии и масс-спектрометрии потоков частиц с поверхности
3.4. Методики подготовки поверхности для изучения адсорбции
3.5. Узел экспериментальной установки для определения изменений
работы выхода электрона
Выводы по третьей главе
IV. Исследование кинетики адсорбции кислорода на поверхности
р-металлов
4.1. Кинетика адсорбции молекул кислорода на поверхности индия,
олова, свинца и таллия
4.2. Методики обработки кинетических кривых работы выхода электрона и обсуждение результатов опыта
4.3. О чистоте поверхности, полученной в предварительно откачанных системах
4.4. Адсорбционная релаксация системы поверхность-газовая фаза и ее влияние на величины параметров поверхности
4.5. Ориентационная зависимость адсорбции на металлической поверхности.
4.6. Вклад газовой фазы в температурный коэффициент поверхностного
натяжения и работы выхода электрона чистых металлов
Выводы по четвертой главе
Общие выводы
Список литературы
Приложения
ОБОЗНАЧЕНИЯ
9 - коэффициент заполнения поверхности 08 - коэффициент равновесного заполнения N - концентрация частиц на поверхности N0 - концентрация центров адсорбции на поверхности Н - теплота адсорбции (кДж/моль) р - давление (Па)
Т - температура I - время (с)
т - время жизни частиц на поверхности тр - время адсорбционной релаксации Б - вероятность адсорбции (коэффициент прилипания)
Бо- начальная вероятность адсорбции (начальный коэффициент прилипания)
Ь - постоянная Ленгмюра к1 - постоянная скорости адсорбции к.2 - постоянная скорости десорбции Ха(<1) - вероятность, что колебание с частотой V аы) комплекса предсорбционное состояние-поверхность, энергия которого выше энергии активации Е, приведет к хемосорбции (или десорбции)
V ацз) - частота комплекса предсорбционное состояние-поверхность при адсорбции (десорбции)
Ра - вероятность адсорбции на пустом (незанятом) центре Рй - вероятность десорбции РУ - вероятность десорбции молекулы над заполненным местом
Ь - ленгмюр - единица измерения величины экспозиции Ра" - вероятность десорбции со свободного центра, недоступного для адсорбции на пустом (незанятом) центре /(в) - функция, связанная с механизмом адсорбции и определяющая занят или свободен центр;
ДЭНЭ - дифракция электронов низких энергий
ЭОС - электронная оже-спектроскопия УФЭС - ультрафиолетовая фотоэлектронная спектроскопия.
РФЭС - рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия.
ВИМС - вторичная ионная масс-спектрометрия ТПД - гермопрограммированная десорбция ЭСД - электронно-стимулированная десорбция
ФСД - фото-стимулированная десорбция СХПЭЭ - спектроскопия характеристических потерь энергии электронов

Рис.1.12. Графики зависимостей количества десорбируемого при

I 11,

'3 вспышке окисла ТаО на 1 см поверхности адсорбента для различных температур подложки в

зависимости от времени адсорб-

1 ции і [31]. Давление кислорода в
приборе Р(г Ю~5 Па. К: 1-300, 2-800, 3-1100, 4-1360, 5-1760, 6-2250, 7-2

60 120
240 1, с
Снижение РВЭ в начале у свинца и Т1 ярче выражено и составляют около -0,12 и -0,08 эВ, соответственно. У олова и индия оно составляет примерно -0,02 и -0,05 эВ, соответственно. Повышение давления СУ приводило к росту РВЭ относительно чистого металла: до 0,33 и 0,36 эВ у свинца и таллия, до 0,8 и 0,12 эВ у индия и олова. Авторы [32] связывают такое изменение РВЭ также с внедрением кислорода. Отмеченный рост РВЭ у никеля 0,07 эВ при 5,5 К и 0,32 эВ при 77 К, по-видимому, связан с тем, что при низких температурах наблюдается физадсорбированное молекулярное состояние кислорода на поверхности, а при повышении температуры хемосорбированное состояние. Дальнейшее повышение температуры и давления [32] приводит к внедрению кислорода в приповерхностный слой металла и росту оксидной пленки. Итак, снижение РВЭ в начале адсорбции кислорода связывают с внедрением кислорода в решетку металла. Адсорбция воды на поверхности этих же металлов показало уменьшение РВЭ [33] с образованием минимума.
Одной из определяющих причин этого явления считают неустойчивость хемосорбированного кислорода по отношению к внедренному, у которого координация с атомами металла максимальна [2]. Предполагают, что хемо-сорбированный "ион" втягивается в приповерхностный слой изображения

заряда с]74ех', где q-зapяд, х-расстояние от поверхности металла, 8-диэлектрическая постоянная. Тогда энергия активации процесса внедрения будет