Файл: Евдокимов, В. Д. Экзоэлектронная эмиссия при трении.pdf

личных элементов существенно различаются-, то следует ожидать, что и границы эффекта, связанного с зачисткой поверхности в атмосфер­ ных условиях, также лежат в довольно широком диапазоне энергий.

Поэтому в дальнейших исследованиях образцы освещались ртутной кварцевой лампой СВД-120А через фильтры УФСЗ толщиной 3 и 5 мм и УФС2 толщиной 2 мм. Коротковолновые границы пропускания этих фильтров на уровне 0,025 соответствуют энергиям квантов 3,87; 3,96 и 4,50 эв. При таком освещении интенсивность эмиссии на некоторых

133

металлах превышала величину ( I f 1,5) -10 имп/мин, при которой в о з ­ буждался непрерывный разряд в счетчике , чго обозначено в таблице значком "нр". Как видно из табл. 9, для большинства элементов с ч е т ­ чик регистрирует эмиссию лишь при энергиях квантов подсветки, пре ­ вышающих табличное значение работы выхода электрона (обычный фо­ тоэффект). Исключение составляют металлы, обнаружившие фотоэлект­

дающая дефекты структуры, резко изменяет эмиссионные свойства по ­ верхности.

При исследовании ртути слой окисла, плавающий на поверхности, снимался фильтровальной бумагой. Не исключено, что значительная

Итак, некоторые элементы обнаруживают длинноволновый фотоэф­ фект после механической обработки в атмосферных условиях - э к з о - электронную эмиссию. У одних сдвиг красной границы фотоэффекта в длинноволновую область значителен (алюминий), у других - очень н е ­ значителен (свинец). Поэтому для окончательных выводов нужны более детальные спектральные исследования.

Если выписать ряд металлов, обнаруживших экзоэлектронную эмис ­

и интенсивностями эмиссии. В табл. 10 интенсивность эмиссии с алю ­

прийти к выводу о справедливости химической гипотезы, объясняющей экзоэлектронную эмиссию. Действительно, чем больше выделяется энергии при окислении, тем выше эмиссия. Но такое заключение будет преждевременным, так как существует ряд металлов, у которых теп ­ лоты образования окислов велики, но экзоэлектронная эмиссия отсут ­ ствует (табл. 11). Так, скорость окисления титана в течение первых двух часов примерно в 1,5 раза выше, чем у алюминия [334 , 335], теплота образования окисла примерно та же, а работа выхода электро­ на существенно ниже, и тем не менее индуцированный зачисткой фо­ тоэффект отсутствует.

Можно сделать предварительные выводы: экзоэлектронная эмиссия наблюдается на металлах, образующих окислы n-типа; и большему тепловому эффекту окисления соответствует большая интенсивность эмиссии [ 304 ] .

134

ловиями для возникновения экзоэлектронной эмиссии. Свойства поверх­ ностных слоев, образующихся при взаимодействии с атмосферой, оп­ ределенным образом влияют на фотоэлектрические свойства металлов. Окисные и адсорбированные пленки могут подавить фотоэффект за счет создания потенциальных барьеров, увеличивающих работу выхода, а также за счет поглощения ими электронов. Мы полагаем, что необ­ ходимы опыты, которые четко разграничили бы влияние различных фак­ торов на интенсивность эмиссии и давали бы ответ на следующие воп­ росы. Есть ли связь между скоростью окисления (числом актов окис­ лениями интенсивностью экзоэлектронной эмиссии? Как связана ин ­ тенсивность фотоэффекта (обычного и индуцированного) с толщиной растущей окисной пленки? Как влияют параметры окислов на работу выхода окисленной поверхности? И, наконец, необходимо по возмож­ ности более четко разграничить фотостимулированную экзоэлектронную эмиссию и обычный фотоэффект.

эмиссии была на уровне фона, прирост окисного слоя был незначитель­ ным. Та же пленка после механической зачистки лезвием окислялась

135

Врепя, пин

Рис. 62. Экзоэлектронная эмиссия с вакуумных конденсатов алюминия

1 - незалищенная пленка на стеклянной подложке; 2 - та же пленка после зачистки; 3 - незачишенная пленка алюминия на латунной под­ ложке

136

Рис. 63. Толщина окисной пленки L и интенсив­ ность экзоэлектронной эмис ­ сии на образцах сплавов

Mg-Cd

Рис. 64. Зависимость ин­ тенсивности экзоэлектронной эмиссии, с алюминия от ско­ рости нарастания окисной пленки dL/ dt

чаются от сплавов с близкими концентрациями [337] . Некоторое р а с ­ согласование в ходе кривых для экзоэлектронной эмиссии и окисной пленки в области 7 4 т 7 6 атомных процентов Cd объяснено особен­ ностями окислительного процесса этих сплавов [302, 304].

Опыты показали, что при увеличении скорости окисления возрастает интенсивность экзоэлектронной эмиссии. Такой вывод согласуется с гипотезой хемоэмиссии, предполагающей прямую пропорциональную з а ­ висимость между числом актов окисления и интенсивностью эмиссии. Для проверки подобного предположения был построен график зависи­

тельно, если акт окисления и происходит на внешней поверхности окис­

ности окисла, как, например, по гипотезе "комплексов" Денисова и Ричардсона [ 4 6 ] . Тогда экзоэлектрон должен поставляться из окисной пленки или же из металла. Необходимо выяснить, каким образом пере­ дается энергия окисления этому электрону, пространственно разделен­ ному с образующейся молекулой окисла. Если электроны эмиттируют из окисла, то с увеличением толщины окисной пленки эмиссия должна возрастать. Если экзоэлектроны вылетают из металла, то эмиссия бу­ дет затухать при нарастании окисла.

137