Способ определения поверхност-ного натяжения двухкомпонентныхвеществ b твердом состоянии

Способ определения поверхност-ного натяжения двухкомпонентныхвеществ b твердом состоянии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополиительиое к авт. саид-ву— (22) Заявлено 280579 (21) 2770743/18-25

Союз Соаетскик

Социалистическим

Рес публии

<н834460

Р1)М. К. с присоединением заявки ¹

G 01 N 13/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 3005.81, Бюллетень ЙЯ 20 (53) УДК 543. 542 (088. 8) Дата опубликования описания 300581 (72) Авторы изобретения

A. A.Шебзухов, 3, М. Журтов и A. С. Берикет

Кабардино-Балкарский государственный ун ерситет (71) Заявитель.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ

ДВУХКОМПОНЕНТНЫХ ВЕЩЕСТВ В ТВЕРДОМ СОСТОЯНИИ

Изобретение относится к физикохимическим анализам, более конкретно к установлению зависимости по-, верхностного -натяжения двухкомпонентных твердых тел от их состава.

Известен способ определения поверхностного натяжения твердых тел путем измерения параметров решетки мелких частиц (11 .

Однако этот способ применим к ограниченному числу твердых тел и, как правило, в очень узкой области температур.

Наиболее близким к предлагаемому являетСя компенсационный способ

"нулевой" ползучести, основанный на компенсации сил поверхностного натяжения внешними силами в условиях ползучести материалов (2).

Этим способом построены изотермы поверхностного натяжения для некоторых двухкомпонентных легкоплавких систем в твердом состоянии (индий— таллий, олово — свинец и др.).

Однако известный способ применим только в условиях ползучести материала, что ограничивает температурные области измерения Г . При низких (комнатных) температурах для многих металлов и сплавов способ вообще не пригоден Кроме того при его реализации возникают трудности, связанные с влиянием границ зерен.

Цель изобретения - расширение температурного и концентрационного интервалов определения поверхностного натяжения различных типов твердых тел.

Поставленная цель достигается тем, что исследуемую поверхность вещества подвергают бомбардИровке моноэнергетическим пучком электронов с энергией ь 2 кэВ в вакууме, определяют интен15

5 сивности Оже-пиков компонентов поверх ностного слоя и по формуле ьс в-,, (1)

Зк 4) 8 +Ъ гце 1 — поверхностное натяжение, 9, — вторая производная по концентрации первого компонента х1 от молярного термодинамического потенциала Гиббса, 25. ой о

i ; — молярная поверхность I комо1 понента;

8 K — 3

3, 834460

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 4056/64 Тираж 907 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

К - коэффициент, определяемый через факторы обратной Ожечувствительности или сечение ионизации компонентов сплава, 3, — интенсивность характерного

Оже-пика i-компонента, 5 находят изотерму поверхностного натяжения, на которой определяют искомую величину.

По экспериментальным данным Л, и Ji с помощью (1) сначала строится зависимость — „ от.х„, а затем методом численного интегрирования ь от х

1 по формулам

Ф =б " 1+ < (х "1-х(" 1 = д,ь„, (2) дх „

"1-"1 где — значение поверхностного натяll, жения сплава с концентрацией х .

При и-1 (xO = p) имеем поверхностное натяжение чистого второго компо- gP нента (= 6 ) = G

Задача упрощается для систем, близких к идеальным., В этом случае расчетная формула для всего концентрационного интервала имеет вид 25 — fn((I+ — ) х 1 (3)

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Получают Ожа-спектры чистых ком- 3Q о понентов сплава и выбирают неперекрывающиеся пики конкретных Ожепереходов.

По интенсивностям I„ и I< определяют коэффициент К =ф =ф- . После

I I этого получают Оже-сйектры этих компонентов в сплавах по известной методике электронной Оже-спектроскопии.

По полученным спектрам строят зависимость отношения интенсивностей 4О пиков Оже-переходов от отношения концентраций компонентов (градуиро.вочный график).

По грддуировочной кривой и коэффициенту К определяют значения пара- 45 метра 8-=Ê -" для сплавов.

По значению 8 определяют значения для разйых сплавов.: Из опыта берут значение поверхностного натяжения одного из компонен-5О тов или вычисляют его по одной из известных методик.

Методом численного интегрирования по формуле (2) строят зависимость С от Йс ..

Предлагаемый способ определения поверхностного натяжения пригоден для всех температурных и концентрационных областей сущестнования твердого остояния, применим для различных типов твердых тел (металлических, полупроводниковых, диэлектрических) с участием всех элементов периодической системы за исключением водорода и гелия, позволяет выявить влияние на изотерму поверхностного натяжения ряда факторов (бомбардировка поверхности, адсорбция газов, структурные особенности и др.) является неразрушающим способом.

Способ определения поверхностного натяжения двухкомпонентных веществ в твердом состоянии, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью расширения температурного и концентрационного интервалов определения поверхностного натяжения различных типов твердых тел, исследуемую поверхность нещества подвергают бомбардировке моноэнергетическим пучком электронов с энергией (2 кэВ в вакууме, определяют интенсивность Оже-пиков компонентов поверхностного слоя и по формуле

dx, (do% в +3 где ь — поверхностное натяжение;

g — вторая производная по кон11 центрации первого компонента х„ от молярного термодинамического потенциала Гиббса, / Ц . 36ф и> - молярная поверхность 1-компонента в = к

11

К - коэффициент, определяемый через факторы обратной Ожечувствительности или сечение ионизации компонентов сплава, I< — интенсивность характерного

Оже-пика i-компонента, находят изотерму поверхностного натяжения, по которой определяют искомую величину.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Хоконов Х.Б. Методы измерения поверхностной .энергии и натяжения металлов и сплавов в твердом состояний.

"Поверхностные явления;.в расплавах и возникающих из них твердых фазах .

Кишинев, "Штиинца", 1974, с. 190-261.

2. Авторское свидетельство СССР

В 408198, кл, G 01 И 13/02, 1972 (прототип).