Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Евдокимов, В. Д. Экзоэлектронная эмиссия при трении

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

21.10.2023

Размер:

10.35 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1213 / 1913 14 15 16 17 18 19 > Следующая >>>

Рис.	54. Схема поляризационного гониометра
1	- осветитель ОИ-17; 2 - светофильтр;	3 - щель; 4 - коллима

тор; 5 - диафрагма; 6 - поляризатор с отсчетным лимбом; 7 - иссле дуемая поверхность; 8 - компенсатор; 9 - анализатор с отсчетным

лимбом;	10	-		конденсор;		11 -	деполяризатор	- кварцевая матовая
пластинка;		12		-	ФЭУ; 13 -	блок	питания ФЭУ;	14 -	усилитель; 15 -
осциллограф;			16		- милливольтметр
Здесь Р	и		А	-	показания	на лимбах поляризатора			и анализатора

соответственно при полном гашении света, отраженного от металли ческой поверхности.

Контроль	за полным гашением света	можно вести	как визуально,так
и с помощью	фотоэлектронной приставки.	Визуальный	контроль требу

ет тщательной полировки образцов, иначе невозможно определить мини мальную интенсивность светового пучка. Обычно образец тщательно

полируется сначала		на наждачной		бумаге, а	затем на	оптическом		с т е к
ле с	помощью паст	ГОИ. В	конце	шлифовки	для обезжиривания		поверх
ности	обязательна	промывка	горячей водой,		а потом	ацетоном	или	эти

ловым спиртом. Такая методика обеспечивает стабильность результатов, но зато приводит к заметному окислению поверхности. Применение фо тоэлектронного датчика (сочетание ФЭУ с милливольтметром и электрон ным осциллографом) позволяет упростить подготовку образца и при


этом повысить точность измерений вдвое. При				обработке металлической
поверхности	можно ограничиться шлифовкой без			паст ГОИ. Тогда		некон
тролируемое	окисление	продолжается	всего 1-2 мин. Схема эксперимен
тальной установки для		исследования	эллиптически		поляризованного	с в е
та — поляризационный		гониометр -	показана на		рис. 54.

Методы отраженных бета-частиц, гамма-квантов и неведенного рент-, геновского излучения. Метод измерения толщины пленок на металле по отражению бета-частиц базируется на том, что эффект обратного

рассеяния приблизительно пропорционален Vz"1 ,		где	z - атомный н о
мер элемента [313-315]. Если мишенью является химическое				соедине
ние, то берется средний атомный номер	z.	Для	вещества с	хими
ческой формулой Ап В П 1 средний атомный	номер определяется			как z =

121

L*tOttKti

Рис. 55. Зависимость интенсивности потока обратного рассеяния бета - частиц от толщины

1 - для металла с атомным номером					z;	2 -	для	самостоятельного
окисла с эффективным атомным номером					z ;	3 -	для слоя окисла на
толстой металлической				подложке
Рис. 56. Изменение интенсивности потока					обратного рассеяния					бета-
частиц от препарата			Р т	1 4 Л і р и окислении	ниобия		[315 ]
= (пгд + mzg)/(n + m).				В отличие от оптического отражения						обрат
ное	рассеяние	является		объемным эффектом. Величина				обратного р а с
сеяния растет с увеличением толщины мишени, пока не наступит на
сыщение. При покрытии				поверхности массивного металла (с толщиной,
превышающей		толщину	насыщения) слоем		другого		материала		с	меньшим
z	обратное	рассеяние		уменьшается. Это уменьшение				будет	тем силь
нее,	чем больше толщина покрывающего слоя,					пока не		установится уро

вень насыщения, соответствующий материалу покрытия. Изменение об

ратного

рассеяния

при нарастании

окисного

слоя на

поверхности

металла

показано

на рис. 55 кривой 3.

Величина

насыщения

потока

отраженных бета-частиц не зависит

от их энергии в диапазоне от 0,3

до

2,3 мэв [ 314] . Объясняется

это тем, что с увеличением

энергии

р а с

тет глубина проникновения бета-частиц,

увеличивается

число ядер

а т о

мов, на которых происходит рассеяние,

но уменьшается

поперечное

с е

чение взаимодействия бета-частиц с ядрами мишени. С увеличением

энергии растет толщина слоя насыщения, так как меняется

глубина

проникновения излучения. Теоретически насыщение должно наступить

при

толщине мишени

L = 0,5 R, где

длина

пробега

бета-частиц

в веществе. Практически максимальное

отражение наблюдается при

= 0,2 R. Длину

пробега

можно рассчитать по

формулам

R = 0,407 Е 1 , 3 1 1

для

0,15

< Е

< 0,8 мэв;

R = 0,542 Е - 0,133

для < 0,8

< Е

< 3 мэв,

где

Е -

верхняя

граница

спектра бета-частиц в мэв;

R -

максималь

ная

длина пробега в

Г / с м 2 .

1 70

Рис. 57. Схема измерения потока об ратно рассеянных бета-частиц

Петалл

,, х ,,,, . , . ,, ѵ , . і . ,,,,^ О к и с е л

Рассеянные	уЗ - частицы
І / Л ^	и г ' Х \	Кольцевой
РМ\		источник
		ß-части и,

		Счетчик
		СБТ-15
		и
По этим формулам	нами рассчитывалась толщина насыщающего
слоя окислов L для	радиоактивного	препарата C s ^ ( Е	=0,661 мэв) .
В табл. 7, приведены	ориентировочные	значения степени	уменьшения

обратного рассеяния бета-частиц для слоев окислов, больших толщины насыщения, по сравнению с рассеянием от поверхности чистого не—

окисленного металла. Величина этого уменьшения приблизительно					р а в
на Vz/z і где	z - атомный	номер металла,	z- эффективный
атомный номер	окисла.
Измерение толщины окисла заключается в определении				интенсив-
ностей потоков	бета-частиц,	рассеянных от неокисленного		и от окис

ленного металлов. Затем находится процентное отношение этих интен-

сивностей и определяется толщина	окисла по градуировочному графи
ку. Пример такого графика дается	на рис. 56. Для слоя окисла,
превышающего толщину насыщения, по обратному рассеянию можно

определить его состав (см. табл. 7) . Если толщина пленки окисла меньше толщины насыщающего слоя, то необходимо заранее знать состав окисла, что не всегда известно.

Упрощенная схема измерительного устройства для определения толщины окисла приведена на рис. 57. В установке необходимо и з бегать прямого попадания бета-частиц в счетчик. Активность источ ника должна обеспечивать необходимую точность измерений (обычно используются активности порядка единиц микрокюри). При измерении тонких пленок энергия бета-частиц должна быть как можно меньше,


тогда толщина насыщающего слоя уменьшится, что позволит			измерять
более тонкие слои окисла. Но		энергии ниже 0,2-0,3 мэв брать нельзя,
так как промышленные детекторы бета-излучений имеют слюдяное
окошко, пропускающее	частицы с энергиями, большими 0,16		мэв. Из
стандартных счетчиков лучше всего выбрать С Б Т - 1 1 , СБТ - 15,			СБТ - 16 .
Эти низковольтные	счетчики	работают в импульсном и токовом

режимах, имеют малую чуствительность к тормозному излучению, и с кажающему результаты измерений потока отраженных бета-частиц.


Вместо	бета-радиоактивного препарата можно воспользоваться и с
точником гамма-излучения и проводить измерения потока			комптонов-
ских рассеянных гамма-квантов. В этом случае уровень			насыщения
рассеянного	потока увеличивается с уменьшением атомного номера
отражающего материала. Принцип измерения		останется прежним. Д е
тектор следует выбирать нечувствительным		к бета-частицам во и з -

123

Толщина насыщающего слоя и изменение обратного рассеяния

Металлы и		Ожидаемое	Плотность	Толщина
окислы	z; z	изменение	окисла,	насыщающего
		величины	Г/см	слоя	для
		обратного	[298]	C s ' "	L =0,2R
		рассеяния		C s ' "	L =0,2R
		рассеяния		мкм
				мкм
Mg	12
MgO	10	0,91	3,65	76,2
Al	13
А 1 2 0 3	10	0,85	3,97	70
Ti	22
ТіСИ рутил)	1 2 # 6 6	0,75	4,24	65,4
Fe	26
FeO	17	0,81	5,7	48,8
F e 2 0 3	15,2	0,87	5,24	53
F e , 0 4	15,71	0,78	~5,2	53,5

бежание искажающего влияния комлтоновских электронов (например, СИ-13Г, СИ-19Г).

Существует еще один принцип измерения окисных пленок, исполь зующий характеристическое рентгеновское излучение, наведенное при облучении мишени альфа- и бета-частицами, протонами, гамма - кван

тами [315] . Для получения максимального наведенного рентгеновского излучения необходимо возбудить определенный объем чистого металла. При окислении объем увеличивается, так как прежний слой, примыкаю щий к поверхности, содержит уже меньше атомов металла. Теперь необходимо возбуждать более глубокие слои. Но туда доходит меньше возбуждающих альфаили бета-частиц, так как они поглощаются в окисле. Поэтому при окислении уменьшается число квантов наведенного рент геновского излучения. Этот метод требует применения больших а к тивностей, так как на 1000 первичных частиц наводится толькоодин рентгеновский квант. Измерения осложняются еще и тем, что держа тель образца и защита счетчика не должны содержать металла; их приходится изготовлять из полимеров.

Из всех рассмотренных методов наиболее пригодны для исследова ния ранних стадий окисления металлов в нормальных условиях (когда

124

				Т а бл и ца 7
при окислении	металлов
Металлы и		Ожидаемое	Плотность	Толщина
окислы	z ; z	изменение	окисла,	насыщающего
		величины	Г / с м 3 [298]	слоя для
		обратного		C s 1 " L = 0.2R,
		рассеяния		C s 1 " L = 0.2R,
		рассеяния		МКМ
				МКМ
Си	29	0,80	5,6	49,6
СиО	18,5	0,80	5,6	49,6
Zn	30	0,80	6,4	43,5
ZnO	19	0,80	6,4	43,5
Nb	41	0,65	4,95	56,2
N b , 0 5	17,43	0,65	4,95	56,2
Cd	48	0,76	6,95	40
CdO	28	0,76	6,95	40
Sn	50	0,66	6,95	40
SnO,	22	0,66	6,95	40

образуются окисные пленки толщиной не более 10-50Ä) следующие: оптический поляризационный, по поглощению фотоэлектронов и метод с использованием радиоактивных препаратов. Для непрерывного конт роля окисления поверхности больше подходят второй и третий методы, зато первый обеспечивает большую точность измерений и не требует предварительных предположений относительно состава образующегося окисла и его свойств.

2. Окисление металлов и предпосылки Для объяснения экзоэлектронной эмиссии

Связь экзоэлектронной эмиссии с процессом окисления металлов установлена многими исследователями [12, 31-37,]. В некоторых р е зультатах их экспериментов есть существенные различия. Так, одни наблюдали экзоэлектронную эмиссию без освещения [ 12, 31, 33] , дру гие же подчеркивали необходимость стимулирующей подсветки [ 34-37] . Но есть и сходные выводы,в частности, интенсивность эмиссии и еѳ кинетика зависят от давления кислорода. При откачке кислорода или же

125

при глубоком охлаждении металла эмиссия исчезает. Последующий ппуск кислорода или нагрев восстанавливают эмиссионную способность (но не полностью). Для возникновения экзоэлектронной эмиссии необходимы зачистка, деформационные нарушения или другие способы создания чис той, неокисленной поверхности металла. Интенсивность эмиссии з а в и сит от химической активности металла и возрастает при повышении температуры.

В табл. 8 приведены результаты измерения начальной интенсивности

экзоэлектронной			эмиссии на металлах,	исследованных Лоффом и Р э -
эером	[31]	при	комнатной температуре	и давлении 2 ' 1 0 - 5	т о р . Практи
чески	не	окисляющиеся при этих условиях золото, медь и железо не
обнаружили заметной эмиссии. Для сравнения приведены величины
свободной		энергии образования окисла		и работы выхода	электрона.

Необходимость постоянного контакта свежеобразованной металлической, поверхности с активным газом свидетельствует в пользу хемосорбцион-


ного или	окислительного	процесса	как причины		экзоэлектронной э м и с
сии. От	хемосорбционной	гипотезы	[23] многие		исследователи		отка
зались, так как время образования			монослоя адсорбированного				кислоро
да несопоставимо меньше		времени	достижения максимума			эмиссионной
способности [ 3 7 ] . В атмосферных			условиях	адсорбционное		равновесие
устанавливается за малые доли секунды, а				экзоэлектронная эмиссия
наблюдается в течение многих часов. Для				того, чтобы проанализиро

вать взаимосвязь эмиссии и окисления, необходимо подробнее рассмот реть основные моменты взаимодействия металлической поверхности с газом.

Окисление - сложный физико—химический процесс. В настоящее вре мя ни один из предложенных механизмов' окисления, за исключением теории высокотемпературного окисления Вагнера [203, 316]? нельзя считать бесспорным. Особые трудности вызывает изучение окисления металлов при низких и комнатных температурах, так как толщины образующихся окислов составляют всего 20-50 А (рис. 58). Образовав-

								Т а б л и ц а 8
Параметры					Na	C a	Al	Mg	Be	Zn
Начальная		интенсивность
экзоэлектронной				эмиссии 1,
электрон/сек-см1					6-10*	1-ю'	8'1о'	2 , 5 ^ о '	2 , 5 ' Ю 1	2,5-Ю1
Энергия		образования
окисла
ДН°	• 10"6 ,		дж/кмоль		. . 416	635	167В	602	' 599	348
Работа	выхода			чистой	м е
таллической			поверхности,
эв					2,35	2,80	4,25	3,64	3,92	4,24

126

Рис. 58. Толщина окисных пленок, образующихся на раз личных металлах при комнат ной температуре [301 ]

го	m	во
Врепя,	час

шийся тонкий слой окисла, если он компактен и нелетуч, препятствует дальнейшему окислению. Поэтому последующий процесс окисления дол жен включать две стадии: перенос атомов (ионов) металла или кисло рода через окисел, и реакции на границе окисел-кислород или металлокисел. Долгое время считалось, что механизм окисления определяет ся первой стадией - простой диффузией реагентов через окисел, и лишь

недавно пришли к выводу, что это только		часть, более сложной карти
ны. Важными оказались и другие	факторы: структура металла и окисла
и их дефектность, энергетический	эффект	реакции, теплопроводность

металла и окисла, электропроводность окисла, адгезия и пластичность окисла, растворимость металла в окисле, растрескивание, пузырение, зародышеобразование окисла и т.д. [317]. Понятно, что сложно п о строить теорию, учитывающую все перечисленные процессы в их взаи мосвязи. Обычно авторы отправляются от нескольких безусловно извест ных фактов, как, например, закон окисления, тип электропроводности окисла и т.п.

Экспериментально получены следующие законы образования тонких окисных пленок [301]:

линейный закон X = kt,

где X - прирост окисной пленки; t - время; к - константа. При нормальных температуре и давлении эта зависимость оправдывается в том случае, когда газ через постоянно образующиеся трещины в окисле непосредственно достигает поверхности металла;

закон прямой логарифмической зависимости

X = ki ln(At + 1);

закон обратной логарифмической зависимости

7 = k,(B-Int);

параболический закон

х " = k . t ,

где к,, к,, k j , А, В - консч :ы; п - обычно равно 2, иногда 3.

127

Выполнимость того или иного закона объясняется особенностями переноса реагентов. Если ионы реагентов диффундируют через пленку окисла вследствие существования градиента их концентрации, то наблю дается параболический закон. Диффузия может осуществляться по меж доузлиям, вакансиям и линейным дефектам кристаллической решетки. Изучение проводимости окисла позволяет понять, как осуществляется процесс переноса.

Все окислы можно разделить на две основные группы: окислы с


избытком металла	(полупроводники		п-^гипа)	-	BeO,MgO,Ti0 3 ,		А 1		, 0 3 ,
ZnO, CdO, SnO, P b 0 3 N b 5 O s		F » 3 0 3 ,	Z r 0 3 , T a 2 O s H		т.д.	и окислы	с	н е
достатком металла	(полупроводники		р-/типа) -	С г 3 0 5 ,		NiO, C u 3	0 ,	Ag 3 0
FeO и т.д. Процессом, контролирующим скорость роста окисла							для
полупроводников n-типа,		является	диффузия электронов и катионов						-
положительных ионов металла; для			полупроводников			р-^гипа -	дрейф
катионных вакансий	и положительных дырок. Для				большинства		выбран

ных нами металлов характерна диффузия металлических ионов по меж доузлиям.

	По теории		Кабрера	и	Мотта [307, 318] диффузия металлических ионов
при	низких	температурах			затруднена. Но электроны легко проходят ч е
рез	окисел	и	оседают	на	уровнях кислорода, адсорбированного на внеш

ней поверхности окисла (рис. 59). Возникающая разность потенциалов

порядка 1в создает в тонкой	( ~ шХ)	окисной пленке сильное		электри
ческое поле напряженностью	порядка	10	в/см . Это поле вытягивает
положительные ионы металла	к границе		окисел - г а з , где происходит
реакция окисления. При незначительном увеличении толщины окисла
(с 10 до 30 %) вероятность	туннельского эффекта резко падает, отри
цательный заряд на внешней	поверхности		окисла уменьшается.	Тогда

понизится напряженность электрического поля и прекратится дрейф ионов металла. Окисел достигнет своей предельной толщины, дальнейший его рост остановится. Кабрера [303, 307] подтвердил эту теорию опытами по влиянию света на окисление алюминия. При достаточно большой энер гии световых квантов освещение увеличивает заряд поверхности и в конечном счете толщину нарастающего окисла. Аналогичное влияние света наблюдалось при окислении железа [319] и тантала [320]. В этих


экспериментах не контролировалась энергия световых квантов.
Более		подробные исследования				[305]	на окисляющихся образцах А],
Mg, Zn	и	Cd	показали,		что скорость окисления				меняется при		осве
щении	фотонами		с энергией		h ѵ »	4,9 эв		и остается неизменной			при
hv = 3,4		эв (освещение ртутной лампой ПРК-4 через фильтры УФС1 и
УФС4 на		расстоянии 20		с м ) . При		этом	скорость окисления			AI	и Mg
возрасла		в 1,5 раза, а для			Zn и	Cd	во	столько	же раз	уменьшилась
(рис. 60). Таким образом,					результаты		на	AI и	Mg подтверждают
модель	Мотта-Кабрера.			Противоположный				результат на Zn		и Cd объяс

няется тем, что наряду с убыстрением окисления по Мотту идет кон курирующий процесс

МеО + 2 h v ^ M e + ^ CK

Если сопоставить теперь энергии световых квантоэ с энергией дис социации молекул окислов (11,6 эв - для 'AI; 12,4 эв - для Mg;

128

Окисел	Кислород	Окисел	'ислород
Окисел	Кислород	Окисел
Петалл\		Металл
			Электронный
	Электронный		уроВень
	Электронный
	уробень

Рис. 59. Энергетические электронные уровни в металле, его окисле и уровень адсорбированного кислорода до обмена электронов (а) и после такого обмена (б) [307]

6,23

эв

для Zn

и 5,31 - для

Cd [301]

) ,

то становится

понятным,

почему

окисление

тормозится только

на Zn

Cd.

Отметим

также,

что

на

всех

этих

металлах величина

работы

выхода

электрона,

и з

меренная

методом КРП, превышала 3,6 эв. Следовательно, при

освеще

нии

через

УФС4

энергия кванта недостаточна для того, чтобы элект

рон, поглотивший

этот квант, преодолел поверхностный потенциальный

барьер и увеличил наружный заряд.

Таким образом, следуя представлениям Мотта -

Кабрера,

мы долж

ны

отметить

наличие поверхностного

отрицательного

заряда,

увеличиваю

щего работу

выхода окисленного

металла, наращивание окисла

на его

внешней поверхности за счет диффузии ионов металла по междоузлиям, что было подтверждено электронно-микроскопическими исследованиями [321] . Но не все отправные предположения рассмотренной теории дос таточно четко обоснованы, а в подтверждающих расчетах [307] неко торые величины взяты произвольно. Поэтому исследователи пытаются скорректировать эту теорию.

Против исходных представлений относительно предварительного з а хвата электронов адсорбированными атомами кислорода и механизма туннелирования электронов как определяющего фактора всего процесса окисления возражал П.Д. Данков [322]. Его электронографические ис следования показали следующее. На поверхности металлов при нор мальных условиях возникает пленка окисла кристаллической природы. Ориентировка кристаллов окиси обусловлена ориентировкой кристаллов металла, что должна учитывать теория окисления. Во вторичной стадии


процесс окисления		осуществляется за счет перемещения ионов			металла
к границе окисел -		г а з . Это	перемещение ионов происходит по дефект
ным местам	кристаллической		решетки окисла. По мере	роста	окисла
дефекты залечиваются, процесс окисления тормозится.				Электрическое
поле играет	второстепенную		роль в процессе окисления. Окисляющая

ся поверхность заряжается не отрицательно, а положительно, за счет

выхода ионов	Me	на поверхность.	В подтверждение последнего пунк
та П.Д. Данков	ссылается на работы Хантера[323, 324 ] и Р.Х. Бурш-
тейн [50]. В этих		работах положительное заряжение поверхности , про
являющееся в уменьшении работы выхода, наблюдалось только после
специальной термической обработки			образца (активации). Без такой

473	9	129

30
	Рис. 60. Влияние освещения на рост
20	окисной		пленки на		металлах
	1	-	без	подсветки; 2 - е		подсвет
10	кой	(лампа		ПРК-4	и фильтр	УФС1)

активации окисление всегда приводило к возрастанию работы выхода» Следовательно, пока еще нет экспериментальных данных, которые уве ренно свидетельствовали бы против отрицательного заряжения поверх ности при адсорбции кислорода и влияния образующегося при этом электрического поля на процесс окисления.

Совершенно иначе обосновывает свои возражения В.А. Арсламбеков [325 ]. В качестве примера он приводит известный экспериментальный факт, не укладывающийся в механизм Мотта. Так, если кратковременно изменить начальные условия окисления (уменьшить давление кисло рода), а затем вернуться к исходным, то толщина начального окисного слоя и концентрация молекул 0~ на поверхности окажутся преж ними. Следовательно, и градиент электрического поля, вытягивающий ионы металла, не изменится. Но окисление затормозится, и предель


ная толщина окисла будет	гораздо меньше, сравним этот результат
с опытами Вюстенхагена	[12 ],который показал,	что после	временной
откачки кислорода интенсивность экзоэлектронной		эмиссии,	как и с к о
рость окисления, не восстанавливаются до прежних значений.				Это
означает, что большую роль играет характер первого контакта				зачи

щенной поверхности металла с газом, а электрическое поле имеет второстепенное значение.

В противовес модели Мотта - Кабрера В.А. Арсламбеков предла гает модель локальных перегревов. Не дрейф ионов в электрическом поле, а их диффузия за счет теплоты экзотермической реакции окис

ления - вот что определяет начальную скорость окисления. В		целом
рост окисной пленки происходит по одному и тому же механизму, и
только лишь в начальной стадии окисления наблюдается	ускорение
реакции за счет саморазогрева. В зоне, где происходят	один или н е
сколько актов окисления, температура повысится. Это увеличит			вероят
ность реакции, количество актов окисления возрастает,	что	еще	боль
ше повысит температуру, и т.д. После образования монослоя		окисла
основное значение приобретают диффузионные процессы,	энергия		акти-

130

Рис. 61. Зависимость

температуры				перегрева
при		окислении пластинок
железа			размером 35 х
х 4 5		мм	с различной		т о л
щиной
	1 - 1		мм;	2 - 3	мм;
3	-	5,6	мм;	Т=950°С;
Р„	2	=	1 атм	[326]
U

Врепя, пин

вации которых в несколько раз выше энергии активации непосредствен ного взаимодействия металла с газом. Скорость всего процесса з а м е д лится, уменьшится поверхностный перегрев, что еще больше замедлит р е акцию. Наконец, при некоторой критической толщине окисла процесс остановится. Толщина такой предельной окисной пленки определяется многими факторами - теплотой реакции, теплоемкостью металла и окисной пленки, их теплопроводностью, температурой и давлением газа.

Наглядным доказательством влияния перегревов на ход окисления является опыт с окислением металлических порошков. Так как теплоотвод в этом случае затруднен, то при впуске кислорода происходит саморазогревание порошка вплоть до воспламенения. Результаты дру

гих опытов	[326]	по изучению перегревов пластинок					чистого		железа
разной толщины представлены на рис.					61 . Здесь по		оси	ординат от
ложена величина		перегрева ДТ=Т		- Т,	где	Т - начальная темпера
тура образца;		Т , - его температура,			повысившаяся		в	результате
реакции. Как следует из рис. 61, при					образовании защитного				окисла
Д Т быстро	достигает		максимума	и затем		спадает	до	нуля.	Чем
тоньше пластинка, тем			меньше отбор		тепла,	тем выше		достигнутый
перегрев.
В опытах с высокотемпературным окислением тонких железных
пластинок [326],		как и	в опытах с	порошками [ 325],			скорость		окисле

ния настолько велика, что поля перегревов от отдельных актов окис

ления перекрываются и величина	ДТ	проявляется как		макроскопи
ческий эффект. При низких температурах и			на массивных	образцах
скорость реакции намного ниже и	кратковременные температурные				по
ля единичных актов окисления не	успевают		перекрываться, поэтому
существуют только микроскопические		поля	локальных, перегревов.		Вы

ведено уравнение для рассеивания тепла от такого единичного акта [325]

. х Q /9бѴ™ • - ѵ 1 л3 ~3х' ( 7 ,s

где ДТ - превышение температуры над температурой окружающей

131

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1213 / 1913 14 15 16 17 18 19 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ