Введение к работе
В последние годы большое внимание уделяется вопросу о влиянии малых примесей на свойства металлов и сплавов. Бояьиинство примесей адсорбируется на межфазных границах, поэтому поверхностные свойства наиболее чувствительны к малым добавкам, следовательно, изучение влияния малых добавок на поверхностное натяжение и работы выхода электрона является актуальной задачей.
Представляет большой интерес исследование фотоэлектрических свойств (Фототок, квантовый выход, фотоэлектрическая работа выхода) сплавов, один из компонентов которых является поверхностноак-тивной добавкой, так как это дает возможность подробно рассмотреть корреляции между поверхностным натяжением и работой выхода электрона. Следует отметить, что исследование фотоэлектрических явлений в сплавах иожет явиться одним из эффективных способов изучения процессов адсорбции, в том числе процесса избирательной адсорбции на границе фаз, обусловленной различием силовых полей растворителя и растворенного вещества.
Целью настоящей работы является экспериментальное исследование работы выхода электрона и поверхностного натяжения двойных систем щелочных металлов и сплавов с их участием. Ставились следующие задачи:
-
Собрать экспериментальные установки для измерения работы выхода электрона бинарных металлических систем в твердом и жидком состояниях методом Фаулера и измерения поверхностного натяжения двойных жидких сплавов методом большой капли в условиях термодинамического равновесия.
-
Исследовать температурную и концентрационную зависимости работы выхоли электрона и поверхностного натяжения двойных систем щелоч-
них металлов и сплавов с их участием.
-
Изучить спектральну» зависимость квантового выхода сплавов систем индий-щелочной металл в области малых концентраций щелочных металлов.
-
Разработать способ нзготозления элективных фотокатодов на основе двойного сплава нндий-щелочной металл.
Научная новизна полученных результатов. 1. Впервые изыерены работа Быжода електрона (РВЭ) и поверхностное натяжение (ПН) бинарных металлических систем натрий-рубидий, натрий-цезий, калий-рубидий, индий-натрий, кндий-калий, кндий-рубидии, индий-цезий, а та tote РВЭ дэойных систем ртуть-калий, таллий-калий и ПН системы индий-литий,
-
Установлено, что изотермы РЮ металлических систем натрий-калий и калмй-рубщдий подчиняются закону аддитивности.
-
«іолучено, что а двойных металлических системах: натрий-рубидий, натрий-цезий, калий-цезий, индий-натрий, индий-калий, индий-руби-пий, кмдий-цезий при малых добавках второго компонента происходит значительное уменьшение величины РВЭ и ПН сплава. Такая же картина наблюдается для ПН в система калий-рубидий, а в системе индий-литий кзотерма ПН имеет сложный характер.
-
Обнаружено, что на изотермах РВЗ двойных систем ртуть-калий при комнатной температуре и натрий-цезий при -90С имеет минимумы, со-отватствудцие состагчы образующихся хнмсоединений Нв-о^ nJid^S в этих системах. На изотермя РВЭ бинарной системы таллий-калий при комнатной температуро ищется минимум, который не соответствует ствхиометрическим состаьам химических соединений в этой системе.
-
Показана, что температурная зависимость выхода ({ототока сплавов двойных систем «елочных металлов натрий-цезий, натрий-рубидий и
калий-цезий обнаруживает минимум при температурах появления яид-кой фазы, а концентрационная и спектральная зависимости квантового выхода сплавов индий-щелочной металл - максимум. 6. Предложен способ изготовления фотокатода на основе сплавов индий-щелочной металл.
Практическое значение работы. Полученные в работа данные по РВЭ для ряда металлов и сплавов включены в справочники (Фоменко B.C. Эмиссионные свойства материалов: Спр-к.-Киев: Наукова <мка.-І98І.-С.338. Дриц М.Е., Зусман Л.Л. Сплавы щелочных и щелочноземельных металлов: Спр-к.-Москва: Металлургия.-1986.-С.247)„ Предложенный способ изготовления фотокатода может быть использован в светотехнике, а результаты по температурной зависимости выхода фототока - при изготовлении отражающей поверхности в видимой области света.
Результаты работы по концентрационной зависимости поверхностного натяжения могут быть использованы для приготовления припаев и при пайке материалов.
Основные положения, выносимые на защиту. I. Концентрационная зависимость РВЭ двойных систем щелочных металлов натрий-калий и калий-рубидий подчиняется правилу аддитивности.
-
Значительное уменьшение РВЭ и ПН сплавов в бинарных металлических системах натрий-рубидий, натрий-цезий, индий-натрий, икдий-ка-лий, индий-рубидий, индий-цезий при малых добавках второго компонента. Такое же поведение изотермы РВЭ п системе калий-цезий и ПН системы калий-рубидий.
-
Наличие минимумов на изотормах концентрационной зависимости РВЭ в бинарных системах натрий-цезий, ртуть-калий и таллий-калий, а тап"? пбнару»"5чнь,е особенности температурной з г чигимости вьгхопя Іототокя сплавов бинарных систем гселочнп: т'їтлллтв натрий-цезий,
натрий-рубидий и калий-цезий.
-
Концентрационная и спектральная зависимости квантового выхода сплавов бинарных систем индий-щелочной металл.
-
Установленная корреляция между изотермами РВЭ и ПН изученных бинарных систем щелочных металлов.
-
Способ изготовления фотокатода на основе сплава индий-щелочной металл.
Степень обоснованности научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертации. Применялась хорошо известная и надежная методика определения РВЭ - метод изотермических кривых їаулера.
Измерение ПН проводилось методом большой капли, погрешность измерения ПН которого не превышает 0,2. С учетом погрешностей определения концентрации, температуры и плотности полная погрешность определения ПН составляет около 1%. Приборы, на которых получены экспериментальные результаты, прошли поверку метрологической службы.
Основные результаты, полученные в работе, физически обоснованы и не противоречат современным представлениям в физике.
Личное участие автора в получении научных результатов, изложенных в диссертации. Задача исследования фотоолектрических свойств двойных систем келочных металлов и сплавов с их участием поставлен научным руководи-елем Ю.И.Маловым, который и принимал участие в обсуждении полученных результатов по фотоэлектрическим свойствам изученных систем.
Задачу по изучении. ПН сплавов двойных систем щелочных металлов и спяаЕОБ с их уичетиом циркулировал Б.Б.Алчагироз, который участвовал в обсуждении результатов по поверхностному натяжению. Результаты по исследованию ПН системы калий-рубидий получены сов-
местно с Архестовым Р.Х. В разработке фотокатода на основе индия принимала участие Ниронкова Л.И. Все остальные результаты получены лично автором.
Апробация результатов. Основные результаты диссертации докладывались на межвузовских и итоговых конференциях по физике меж-$азных явлений (Нальчик, I973-I988r.r.); на УІ и X Всесоюзных конференциях по поверхностным явлениям в расплавах и возникающих из них твердых фазах (Тбилиси, 1974г.; Киржач, 1986г.); на УП і ;есо-юзной конференции по химии и технологии редких щелочных элементов (Апатиты, 1988г.).
Публикации. По теме диссертации опубликованы 12 работ, в том числе одно авторское свидетельство.
Объем и структура диссертации.Диссертация состоит из введения, четырех.глав, заключения, списка литературы, приложения, Содержит 147 страниц машинописного текста, з том числе 51 рисунок и 4 таблицы. Список литературы включает 184 наименования. В прилунении 8 таблиц.