Способ определения температурного коэффициента свободной поверхностной энергии металлических монокристаллов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕС(1 УБЛИН 153 119) 1511 4 С 01 1( 23/20 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТО ИЮБРЕГЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ЕСОЮЗН 4 арскии гос М.Журто ССР 987, АТУРНО- РХНОСТ- КРИСТАЛ тельство И 23/20, НИЯ ТЕМПЕ ОЛНОЙ ПОВ ЧЕСКИХ МОН ого рефпри двух гии элек- мператубомб арди пучком эл щем экра картину о торегистр уют моноэнергет ким ектро е пол флуоресцируюракционнуюС помощью фо ают д хност пов ющего устроис еря(61) 1323930(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕГО КОЭФФИЦИЕНТА СВОБНОЙ ЭНЕРГИИ МЕТАЛЛИЛОВ Изобретение относится к областифизико-химического анализа материалов, а именно к способам контроляфизико-химических свойств поверхностии является усовершенствованием изобретения по ант. сн. У 1323930,Цель изобретения - повышение точности измерения за счет учета влиянияангармсничности колебаний ионов.Способ осуществляют следующимобразом,11 рошедший предварительную обработку(полиронку, промынку) монокристаллический образец в виде пластинки сразмерами 0,5(0,50, см устанавливают н вакуумной камере (разрежениедо 10 - О Па) 11 ифрактометра, гдеочищенную поверхность монокристалла(57) Изобретение относится к определению температурного коэффициентасвободной поверхностной энергии металлических монокристаллов. Цель изобретения - увеличение точности измеренияза счет учета влияния ангармоничностиколебаний ионов. Исследуемую поверхность последовательно облучают пучками электронон энергией - 00 эВ и500 эВ и измеряют интенсивностьдифракционных рефлексов брэгговскогорассеяния при двух температурах, атакже и энергетический сдвиг дифракционных линий. 1 табл. ют интенсивность дифракцион лекса зеркального отражения фиксированных значениях эне тронного пучка Е и Е при т рах монокристалла Т, и Т С помощью того же фоторегистрирующего устройстна для энергии Е опре(деляют энергетическое смещение Д Ебрэгговского пика при изменении АТтемпературы исследуемого монокристалла,(Значение Е выбирают из интервала50, 100 эВ 1 энергии падающего электронного пучка, так как интенсивностьдифракционного рефлекса дает первыйатомный слой иэ-за малой глубины проникновения электронов. Значение Евыбирают из интервал: 400, 500 эВ,когда основной вклад н интенсивностьрефлекса дают глубинные слои монокристаллического образца./где ЬЕ 25 и 30 йб (6) ь 2д КЬЕ й иа вйт Г Я- -Зп - 1 КЬ( - ) + 2 шТ(- 6 а)(- - -) ( - ) - Ы 1,2 Е ЬТ с.1 Температурный коэффициент свободной поверхностной энергии рассчитыдб ( ь 1( у К --Зп - КЬ( - ) + 2 шТ(- йТ ) (Ъ Соотношение ( в ,) определяется Я з экспериментально через интенсивности дифракционного рефлекса брэгговского отражения 1(Е, Т) и 1 (Е, Т)Е 1 Ь 1Линейный коэффициент Ктеплового расширения по нормали к плоскости поверхности монокристалла можно также определить экспериментально из вы- ражения энергетическое смещениебрэгговского пика Е приизменении ЬТ температурыисследуемого образца;число атомов на единицеповерхности;координационное число вобъеме;число недостающих ближайших соседей у атома наповерхности; 1(Т,)и 1(Т) - интенсивности брэгговскогорассеяния от поверхности,1(Т) и1(Т) - интенсивности брэгговскогорассеяния от внутреннего40слоя монокристалла при температурах Т и Т,Ь Е - энергетическое смещениебрэгговского пика при изменении температуры монокристалла на дТ;е,а,- соответственно характеристическая температура Дебая,цолупериод решетки и линейный коэффициент тепловогорасширения для объема;50 К и и - постоянные Больцмана иПланка;ш - масса атома.По формуле (1) находят температурный коэффициент свободной поверхностной энергии, при этом значения 6 а,, ш берут из справочника, например для никеля 6 щ 441 к; а1,7619 10 ф см; Ы,= 1,32 ю.10 7 град ; ш = 0,974 10 г.В таблице приведены экспериментально полученные предлагаемым способом данные цо температурному коэффициенту й 6/дТ свободной поверхностной энергии для никеля в сравнении с литерА- турными данными. Таким образом, для монокристалла никеля, в зависимости от ориентации (1 й 1), вклад ангармоничности колебаний 15-30 Х,Предлагаемьп способ определения Йб/ЙТ по сравнению с известным обеспечивает более высокую точность, так как учитывает влияние ангармонич. ности колебаний ионов на дб/ЙТ. Формула изобретения Способ определения температурного коэффициента свободной поверхностной энергии металлических монокристаллов по авт. св. М 1323930, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения за счет учета влияния ангармоничности колебаний ионов, дополнительйо измеряют энергетическое смещение ЬЕ брэг- говского пика при . изменении температуры монокристалла от Т, до Т, а искомую величину определяют по формуле1530979 61 (Т ) - интенсивности брэгговскогорассеяния для пуска с энергией Е ; Ф. - линейный коэффициент теплового расширения для объема. 15 1 ЬЕ -Ч 10 ьТ 2 Е град-дб/дТ, эрг/(см. град) для способа Грань ьГ(п 1 с 1) Т, К Металл предлагаизвестного емо го 0,18 0,22 0,27 600 0,27 600 0,31 600 О, 31 1,60 3,3 1,63 3,3 2,00 3,3 Б 1 (111) 0,25 1,86 Н 1 (100) О, 333 1,61 Ю. (110) 0 4171 14 Составитель А,ЖихаревТехред М.Ходанич Редактор А,Козориз Корректор.С.ЧеРни Заказ 7946/44 Тираж 789 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 5где 6 - свободная поверхностнаяэнергия;4 а Е 1 1 Т ) 1(Т(,)-т 1 п -- /1 п - -м Е 1(Т) 1(Т)п - число атомов на единицеповерхности;Ь 1 - число недостающих ближайшихсоседних атомов у атома наповерхности;Й - координационное число в объе.ме;К - постоянная Больцмана;ш - масса атома;Ъ - постоянная Планка;Т(Т,)и 1(Т )и 1(Т) - интенсивности брэгговскогорассеяния для пучка с энер"гней Е;(ь Е " энергетическое смещениебрэгговского пика при изменении температуры на ДТ;8 - температура Дебая;а - полупериод решетки;