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

ветствующего значения Е. Например, если энергия электрона в сцин-

18 кэв, а для фольги в 5 мкм - до 30 кэв. Но тогда придется мириться со значительно меньшей эффективностью регистрации, так как большая часть электронов будет выходить из кристалла вследствие эффекта об­ ратного рассеивания.

Возможная конструкция детектора медленных электронов с органи­ ческим сцинтиллптором приведена на рис. 14. Волоконный световод этого детектора позволяет вынести ФЭУ за пределы вакуумной камеры. Ускоряющее поле между внутренней сеткой и фольгой, закрывающей сцинтиллятор, устраняет опасность автоэлектронной эмиссии с поверх­ ности образца и влияние ионизации остаточных газов. Вторая, наруж­ ная, сетка необходима для лучшей экранировки образца от ускоряющего поля. Детектор испытывался автором его конструкции [166] в токовом режиме, но, по нашему мнению, при увеличении ускоряющего напряже­ ния он может быть пригодным и в импульсном режиме для регистрации отдельных экзоэлект-ронов.

4. Другие методы регистрации экзоэлектропов. Опасность

ложных импульсов

Выше были рассмотрены основные типы детекторов экзоэлектропов. Только в редких случаях использовались другие регистрирующие устрой­ ства - электрометр [167] и пнкоамперметр [47] . Есть также сообще­

37

3

деление перекиси при атмосферной коррозии металлов и ее фотографи­

ВЭУ и сцинтилляционных датчиков имеет общую особенность. Она заклю­ чается в том, что измерения сопровождаются фоном ложных импульсов, которые способны самопроизвольно генерироваться при неудачно выбран­ ном режиме детектора. Анализ показывает, что можно выделить два

го рода возникают в результате прохождения предшествующих импуль­ сов, их будем называть послеимпульсами. Причиной образования послеимпульсов могут быть возникающие в процессе счета электроны, ионы и фотоны. Бомбардируя поверхности образца, корпуса счетчика или ди - нодов умножающей системы, они не только выбивают вторичные элек­ троны, но и возбуждают эти поверхности. Результатом такого возбуж­

38

Гл а а а ИТ.

СТЕНДЫ И АППАРАТУРА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭКЗОЭЛЕКТРОННОЙ ЭМИССИИ ПРИ ТРЕНИИ

Как уже отмечалось, работа детекторов экзоэлектронов зависит от температуры, давления газов-наполнителей или остаточных газов, подаваемого напряжения, освещения и нагрузки. От этих же факторов зависит и эмиссионная способность исследуемой поверхности. Сущест­

вует обратное влияние процессов в детекторе на образец, которое может перевести систему в режим непрерывной генерации ложных импульсов. Поэтому разрабатываемая установка должна обеспечивать стабилиза­ цию и возможность контроля перечисленных параметров. Для обеспече­ ния надежных и воспроизводимых измерений должен быть предусмотрен способ вывода регистрирующей системы на один и тот же режим рабо­ ты. Малая амплитуда импульсов, шумовой фон, быстрые изменения ин­ тенсивности процесса требуют значительного усиления, тщательного экранирования от наводок и помех, селекции по амплитудам, большого динамического диапазона системы.

Чаще всего разрабатывались установки для исследования послеэмиссии - экзоэлектронной эмиссии, наблюдаемой после возбуждения дефор­ мацией исследуемой поверхности. Имеется немало примеров, где изме ­ рения проводились в динамике возбуждения поверхности при деформации образцов растяжением, изгибом, кручением [ 63,66,67]. Исследования в динамике трения, сохраняя почти неизменной электронную часть уста­

новки, имеют и специфические особенности [107-119], на которых оста­ новимся ниже.

1. Установка для исследования экзоэлектронной ЭМИССИИ.

Использование типовых блоков электронной аппаратуры

Рассмотрим схему установки для исследования экзоэлектронной эмиссии в статических и динамических условиях. Конструкция открыто­ го воздушного счетчика показана на рис. 15. Бронзовый корпус 1 с запрессованным кольцом из меди 2 снабжен водяной рубашкой термо ­ стабилизации. Через тефлоновый изолятор введен кронштейн 3 с под­ вижным анодом 4, заканчивающимся платиновой нитью с шариком 5. Диаметры нити 0,1 мм, шарика - 0,2 мм. Шарик получали оплавлением нити в дуге, образующейся при разрыве электрического контакта пла­ тины с 10%-ным раствором нашатыря в воде. Размеры шарика, чистота

40

его поверхности и сферичность проверялись под микроскопом. Чувстви­ тельный объем счетчика представляет собой конус, опирающийся на ни­ келевую сетку 6, закрывающую нижний торец счетчика, с вершиной в центре шарика. Через открытый верхний торец производилась стимули­ рующая подсветка образца. Для выделения нужного спектрального диа­ пазона' использовались светофильтры; тепловое излучение поглощалось раствором медного купороса в дистиллированной воде. Расстояние от сетки до образца ограничивалось тефлоновой шайбой и составляло 1,7 мм.

На рис. 16 показан комплекс аппаратуры, обслуживающей счетчик. Блок-схема установки останется неизменной, если вместо газоразряд­

рая способна работать с любым из рассмотренных в предыдущей главе датчиков.

Большая крутизна счетной характеристики воздушного счетчика, необходимость точного выхода на рабочее напряжение требуют приме­

зарекомендовал себя стабилизированный выпрямитель ВС-22. Весь диа­

Наиболее удачным из промышленных приборов для усиления сигна­ лов от детекторов экзоэлектронов является установка УШ-2, сочетаю­ щая широкополосный усилитель и дискриминатор. Этот прибор отлича-- ется высокой стабильностью и большой величиной коэффициента усиле-

41