Файл: Балыгин, И. Е. Электрические свойства твердых диэлектриков.pdf

пересчетным устройством измерялась интенсивность ß- и у-излу- чений.

По снижению интенсивности ß-излучения при неизменной у-ком- поненте можно было судить о проникновении атомов Ag110 в толщу стекол. При опытах очень небольшая доля радиоактивных атомов серебра переходила на электрод (анод) из нержавеющей стали. Эта «утечка» учитывалась по интенсивности у-составляющей.

Такого рода измерения проводились и у образцов, испытывав­ шихся только на термодиффузионное внедрение. Серия кривых на рис. 9-1 относится к образцам из стекла А (табл. 8-8). По оси

Рис. 9-1. Снижение [3-интенсивности, характеризующее внедре­ ние Aguo в стекло

ординат отложено снижение интенсивности ß-излучения в процен­ тах от начального числа зарегистрированных импульсов в минуту. По оси абсцисс отложено время термодиффузионного прогрева и пребывания образцов под напряжением в часах. Начальные значе­ ния интенсивности ß-излучения равнялись нескольким тысячам им­ пульсов в минуту. Из рис. 9-1 видно, что при действии постоянного напряжения в толщу образцов стекла А внедряется значительно больше серебра по сравнению с тем, когда внедрение происходит только механизмом термодиффузии. По кривым 3—5 можно за­ ключить, что интенсивность этого внедрения определяется как на­ пряженностью приложенного поля Е при данных температурах, так

итемпературой окружающей среды при данной Е.

Встекло В при таких же условиях внедрялось значительно больше серебра. Стекло Б в отношении такого внедрения зани­ мает среднее положение между Л и й .

Овнедрении серебра только термодиффузионным механизмом

встекла А, Б, В и обычное листовое стекло Г можно получить

146

представление из значений коэффициентов диффузии D (табл. 9-1). Величины D определены методом снятия слоев при температурах

350° и 450° С.

Из табл. 9-1 видно, что в бесщелочные стекла механизмом тер­ модиффузии внедряется значительно меньше серебра, чем в листо­ вое стекло, содержащее 15% Na20. Кроме того, в его состав вхо­ дит 71,5% Si02, 8,5% CaO, 3,5 MgO, 1,3% А120 3 и 0,2 Fe20 3.

Наименьшее внедрение при 350° С отмечено в многокомпонентное стекло А. То же зарегистрировано и при опытах по внедрению Ag под воздействием электрического поля.

Золото по сравнению с серебром механизмом термодиффузии внедряется в значительно меньших количествах. Например, при

Определение D для Au произведено методом снятия слоев. Радиусы атомов у Ag и Au почти одинаковы и в этом случае

они не являются определяющими параметрами. То же самое относи­

Рентгеновский анализ показал, что серебро не стимулирует кристаллизацию листового стекла. После длительных прогревов образцов из этого стекла с нанесенными слоями серебра при

Рис. 9-2. Микрофотографии, характеризующие изменение структуры листового стекла при 500° С

600° С на рентгенограммах неизменно отмечалась аморфная струк­ тура. Но микрофотографирование показало, что в отдельных мик­

Микроячейки с поликристалличе­ ской структурой можно хорошо различить на рис. 9-2,111. Воз­ можно, что в этом микроучастке стекла при его изготовлении слу­ чайно образовалась сетка из неполных тетраэдров, как в кварце­

148

вом стекле, а внедрившиеся атомы или ионы Ag стимулировали кристаллизацию. Такие области встречаются редко и рентгенов­ ский анализ не выявляет их.

Несомненно, что наибольшее внедрение серебра должно про­ исходить в дефектных микроучастках с разрыхленной структурой. В областях же с более плотной упаковкой атомов серебро должно

(показана тольке половина ее). Серебро здесь осталось на поверх­ ности стекла. Темный ободок светлой зоны представляет область повышенного внедрения. В этом ободке упаковка, видимо, была более рыхлой. Маловероятно, чтобы такая сравнительно крупная зона могла образоваться при участии внедрившегося серебра. Более правильным будет предположение о том, что она уже су­ ществовала в стекле, а серебро ее только выявило.

Микрофотография рис. 9-3 снята на границе серебряного слоя у зеркального стекла толщиной 8 мм после 6-часового испытания образца при 300°С и Б —200 в/мм (постоянное напряжение). Се­ ребро внедрилось здесь в виде зубцов на разных глубинах от поверхности. Характерно, что такое внедрение не привело к на­ рушению сплошности стекла. Приложенное постоянное напряже­ ние было мало и способствовало только некоторому смещению ионов Na+ от анода. В оставленные вакансии внедрялись ионы

A g +.

9-2. Проникновение серебра в толщу стекловидного и кристаллического кварца под действием постоянного напряжения

Опыты проводились по методике, изложенной в § 9-1. На по­ лированные пластинки кварцевого стекла толщиной 1,5 мм с одной стороны по площади круга диаметром 12 мм наносилось радио­ активное серебро (анод), а на другую сторону — неактивное. Вос­ становление его производилось прогреванием при 400°С в течение 30 мин. Часть образцов испытывалась под постоянным напряже­ нием в термостатах с автоматической регулировкой температуры.

Изменение интенсивности ß- и у-излучений Agu0 в зависимости от времени прогревания представлено кривыми на рис. 9-4. Это изменение характеризует внедрение серебра в толщу кварцевого стекла. Чем глубже внедряются ионы или атомы этого металла, тем больше электроны ß-излучешія поглощаются веществом. Кри­

ности ß-излучения. Следовательно, при указанных условиях се­ ребро почти не проникало в кварцевое стекло. Но положение резко изменилось, когда напряженность поля была увеличена до 1,7 кв/мм (кривая 2), Приблизительно за 50 ч от анода перемести­ лось почти все серебро, которое при указанных условиях могло перемещаться. Утечка серебра с поверхности в этих двух случаях

149