Термоионный эффект

Для качественного объяснения результатов, полученных при окислении кобальта, может быть предложен следующий механизм. Во время окисления восстановленной поверхности прямое соединение кислорода с кобальтом термодинамически возможно. Это подтверждается тем фактом, что кислород может хемосорбироваться при —195°, если он находится в контакте с чистым металлом. Можно предположить, что после покрытия поверхности мономолекулярной пленкой окисла, окисление подчиняется механизму, до известной степени аналогичному механизму, предложенному Моттом [1]. Его можно представить себе как трехступенчатый процесс а) атомы кислорода адсорбируются на поверхности б) электроны благодаря туннельному или термоионному эффекту выходят из металла и мигрируют к атомам кислорода, образуя анионы кислорода в) в толще пленки между катионами и адсорбированными анионами кислорода возникает электрический потенциал. Величина этого потенциала — [c.476]

Термическая ионизация газа. Термоионный эффект 157 Предметный указатель 161 [c.3]

Термическая ионизация газа. Термоионный эффект [c.157]

Другой подход к этой проблеме состоит в том, что диссоциации предоставляют возможность протекать, но обеспечивают и механизм рекомбинации. В случае водорода этого можно достичь, окружив эмиттер чистой металлической поверхностью. Манометр такого типа, построенный Клопфером [112], должен позволить обойти указанные трудности. Этот способ, вероятно, окажется менее успешным в случае кислорода и других газов, для которых рекомбинация не столь эффективна, как для водорода. В некоторых случаях химические эффекты термоионного эмиттера можно свести к минимуму, работая в проточной системе. Быстрый поток газа через манометр можно использовать для компенсации высокой скорости откачки из системы, обеспечивающей удаление продуктов реакции. Общее решение вопроса о химическом взаимодействии с горячей [c.268]

В предыдущем разделе мы видели, что когда скорость окисления определяется переносом вещества через окисел, то после достижения слоем окисла определенной толщины X, значительно превышающей толщины Хр иЯ,х областей пространственного заряда на двух поверхностях раздела, дальнейший рост будет происходить по параболическому закону. На более ранних стадиях образования этого слоя, когда толщина X сравнима с А,(, или Ах, С < > в уравнении (32) зависит от X и следует ожидать отклонений от параболического закона. Мотт [29—31 ] первый указал, что электроны металла легко проникают через тонкий окисный слой (либо благодаря квантово-механическому туннельному эффекту, либо путем термоионной эмиссии) и реагируют с кислородом, образуя адсорбированные ионы кислорода. При толщине слоя окисла, малой по сравнению с и А.Х, в нем не могут установиться пространственные заряды, достаточные для компенсации заряда, связанного с адсорбированными ионами кислорода. Поэтому в тонком слое окисла устанавливается сильное электрическое поле, которое будет увеличивать миграцию положительных ионов через окисел. Очевидно, что из-за этого механизм роста тонких слоев окисла может существенно отличаться от рассматриваемого в теории Вагнера. [c.468]

Эффект памяти возникает в термоионном источнике из-за того, что часть исследуемого образца остается в источнике и проявляется при анализе следующего образца. Величина эффекта памяти для разных веществ различна и весьма заметна для летучих соединений, например галогени-дов. Для устранения эффекта памяти обычно приходится применять новый узел источника с нитями для каждого нового образца одного и того же элемента. Кроме того, мы обнаружили, что полезно до анализа образца прогреть новую нить при высокой температуре в ионном источнике и посмотреть, какие пики могут появиться от предыдущего анализа. В то же время это позволяет очистить нить от примесей, которые могут исказить анализ. Хотя эта операция требует дополнительного времени, она необходима. Достоинством прибора М8-5 является то, что он имеет очень эффективный вакуумный шлюз, который позволяет извлечь узел источника с нитями из вакуумной камеры или вставить его туда за одну минуту, [c.103]

В соответствии с уравнениями (27) и (29) опыты по термоионной эмиссии позволяют измерить величину Ф. Подобные эксперименты необходимо проводить при высоких температурах ( 1500°), так что для этого пригодны лишь наиболее тугоплавкие металлы. Изучение адсорбционных эффектов ограничено адсорбционными металлическими пленками на эмиттирующих поверхностях тугоплавких металлов. [c.161]

Изучение эмиссии под влиянием поля позволяет получить значение работы выхода электрона альтернативными путями. В соответствии с уравнением (30) изменение тока эмиссии с величиной приложенного поля дает прямой метод измерения Ф. Однако из результата исследования эмиссии под влиянием поля фактически невозможно получить точные значения абсолютных величин Ф. Для реализации сильного поля необходима очень острая геометрия (кончик эмиттера обычно имеет диаметр порядка 1000— 10 000 А), что вызывает некоторые сложности при определении точной величины приложенного поля на расстоянии нескольких ангстрем от эмиттирующей поверхности. Можно получить точные относительные значения Ф для разных частей одного и того же эмиттера. Поскольку опыты можно проводить в интервале температур 4—800° К, то могут быть исследованы эффекты, связанные с адсорбцией газов. Выбор материала эмиттера ограничивается высокими требованиями к его механической прочности. Металлы, обладающие высокими точками плавления и, следовательно, годные для изучения термоионной эмиссии, обычно характеризуются также и высокой прочностью. Таким образом, существует возможность сравнения различных методов, а абсолютную шкалу работы выхода в случае эмиссии под влиянием поля можно получить на основании величин работы выхода, полученных методом термоионной эмиссии. [c.163]

Дробовой эффект имеет место не только при термоэлектронной и термоионной эмиссии, но и при всех других видах электрон-ной эмиссии при фотоэффекте, при всех типах вторичной эмиссии и при автоэлектронной эмиссии. [c.121]

Аналогичная картина наблюдается и для N1, активность которого выше, но в этом случае увеличение выхода при действии поля составляет лишь 30%. Полученные результаты объяснены с применением эмиссионной теории Шоттки [13]. По существу, происходит термоионная эмиссия электронов, которая облегчается наложением поля, в граничный слой и обратный переход электронов с адсорбированных ионов в металл. Эта работа очень интересна в плане влияния электронных эффектов в катализе. Однако пока имеются некоторые неясные моменты [c.9]

Степень связанности электрона в данном металле в известной мере характеризуется величиной работы выхода электрона, которая в настоящее время определяется экспериментально. Работой выхода электрона называется количество энергии, которое необходимо для выделения электрона из металла. Она определяется измерением наименьшей энергии электромагнитных колебаний, способных выделять электроны из данного металла фотоэлектрический эффект), или измерением температуры, при которой начинается самопроизвольное выделение металлом электронов термоионная эмиссия). Но измеряемая таким путем работа выхода электрона определяет количество энергии, необходимое для выделения электрона с поверхности металла, и не равна энергии связи электрона внутри металла. Работа выхода электрона не равна и потенциалу ионизации свободных атомов, а меньше его примерно на 2—5 В (в частности, вследствие кинетической энергии, присущей электрону в металле). [c.191]

Ранее уже рассматривались примеры гетерогенных равновесий — термоионная эмиссия, эффект Вольта, растворимость и адсорбция. Эта глава посвящена некоторым другим вопросам, а именно описанию простых фазовых переходов и некоторых законов распределения, химическому равновесию в системе с несколькими фазами, образованию гидратов, электродвижущим силам и мембранному потенциалу. [c.396]

Рассмотрим полость со стенками, не имеющими никаких специфических свойств и полностью отражающих всякую падающую радиацию. Внутри полости находится разреженный электронный газ. Если газ разрежен достаточно, то мы знаем из рассуждений, аналогичных тем, которые приведены Ричардсоном при рассмотрении термоионной эмиссии, что электроны ведут себя подобно молекулам идеального газа. Эффектом пространственного распределения заряда можно пренебречь в сравнении с силами, определяемыми столкновениями частиц. Пусть электронный газ в полости находится при температуре в. На электроны действуют силы двух родов силы столкновения с другими электронами, природа которых такая же, как у атомов в обычной кинетической теории и силы поля радиации в эфире. Электроны постоянно ускоряются, поэтому они непрерывно излучают и поглощают энергию из эфирного поля радиации. Система должна рано или поздно прийти в равновесие, достигая некоторой плотности энергии в эфире, причем электроны должны обладать кинетической энергией, свойственной атомам газа при температуре полости. Подробное решение задачи требует, разумеется, весьма сложного статистического анализа, но и анализ размерностей приводит к некоторым заключениям о форме результата. [c.105]

Температура в ионном источнике достаточно высока для получения нужных концентраций вводимых в него летучих твердых веществ. Например, спектры свинца, изображенные на рис. 37, 38 и 40, получены введением PbJ2. При менее летучих веществах применяют их нагревание около нити, эмитирующей электроны, при помощи специальной печки или направленного электронного пучка [87]. При этом ионизация происходит как в результате термоионного эффекта, так и благодаря электронным ударам. Для щелочных и щелочноземельных металлов можно применять алюмосиликаты, пропитанные солями этих металлов [1540]. [c.123]

Механизм, который предложили Кабрера и Мотт (]949 г.), исходит и из существования на металле образовавшейся в процессе хемосорбции кислорода пленки, в которой ионы и электроны движутся независимо друг от друга. При низких температурах диффузия ионов через пленку затруднена, в то время как электроны могут проходить через тонкий еще слой окисла либо благодаря термоионной эмиссии, либо, что более вероятно, вследствие туннельного эффекта (квантово-механического процесса, при котором для электронов с максимальной энергией, меньшей, чем это требуется для преодоления барьера, все же характерна конечная вероятность того, что они преодолеют этот барьер, т. е. пленку), обусловливающего высокую проводимость окисной пленки при низких температурах. При этом на поверхности раздела металл— окисел образуются катионы, и на поверхности раздела окисел— газ—анионы кислорода (или другого окислителя). Таким образом, внутри окисной пленки создается сильное электрическое поле, благодаря которому главным образом ионы и проникают через пленку, скорость роста которой определяется более медленным, т. е. более заторможенным, процессом. [c.48]

Аэрозольные частицы способны приобретать электрич. заряд, если они образуются конденсацией на ионах. Незаряженные частицы могут захватывать газовые ионы, направленно движущиеся к частицам во внеш поле или диффундирующие в среде. Диспергационные частицы могут приобретать заряд и в процессе образования-при разбрызгивании жидкостей (баллоэлектрич. эффект) или распылении порошков (трибоэлектрич. эффект), при освещении (фотоэффект), радиоактивном распаде и т. п. В А., образующихся при высокой т-ре, напр, при испарении и послед, конденсации паров, заряды на частицах возникают также в результате термоэлектронной или термоиониой эмиссии. [c.236]

Катализатор действует электродинамически [56], когда силы электрической природы, считающиеся эффективными на расстоянии 3-10- см от поверхности и, вероятно, обусловливающие термоионную эмиссию газов, индуцируют химическое действие благодаря комбинации излучаемых ионов. Эмиссия ионов подчиняется уравнению Ричардсона, концентрация их изменяется обратно пропорционально кубу расстояния от соответствующей поверхности. Если бы даже электродинамическая концепция катализа не связывала каталитический эффект исключительно с действием ионов металлического катализатора, следовало бы обратить внимание на то, что ионизация происходит тем легче, чем меньше радиус и чем больше заряд иона, и что ионы различных валентностей имеют свои радиусы, ограниченные определенными величинами [228] (одновалент- [c.68]

Проведение опыта, однако, усложняется тем, что при температурах выше 1900° К, даже при отсутствин ртутных паров, термоионная эмиссия нити значительно увеличивает скорость реакции. Было показано [2], что этот вредный эффект зависит от всех факторов, способных влиять на электронное возбуждение ст напряжения между концами нити, ускоряющего электроны (короткая или длинная нить, графитизированная или нет), траектории электронов (прямолинейная или и-образная нить). Разряды появляются при тем более низкой температуре, чем выше давление. По-видимому, это вредное влияние является результатом ионизации илн возбуждения реагента. Удачным монтажом исключают это и тогда констатируют, что, как и в случае реакции с Ог, скорость реакции при высоких температурах остается постоянной до 2200° К. Выше этой температуры скорость реакции и скорость испарения углерода становится величинами одного порядка. [c.152]

В термоионном источнике вещество испаряется с поверхности, а так как скорость испарения является функцией массы частиц, то происходит фракционирование. Этот эффект заметно проявляется при анализе лития, где относительная разница в массах двух изотопов с массами 6 и 7 велика и составляет около 8%. Интенсивный ионный ток, соответствующий ионам Li, получается при нагревании солей лития на вольфрамовой или танталовой нити. Так как более легкий изотоп испаряется быстрее, чем тяжелый, то измеренное вначале отношение Li/ Li равно примерно 11,4, а затем оно возрастает по мере того, как остаток образца обедняется более легким изотопом. Простая теория испарения указывает, что начальная величина 11,4 к концу исиарения возрастет на 8%. Это находится, в общем, в соответствии с наблюдаемыми результатами. Имеется, однако, расхождение между величиной 8% и результатами Шютце [5], который указывает величину 9%. Эффект фракционирования является, несомненно, источником ошибок. Метод, использованный нами для анализа лития в трехнитиом источнике, позволяет устранить этот недостаток. Если нитрат лития испаряется при низкой температуре и попадает иа очень горячую вольфрамовую поверхность, то появляются ионы Li. Отношение токов ионов с массами 7 и 6 остается при этом постоянным в течение всего времени жизни образца [6]. [c.100]

Поскольку гетерогенный катализ представляет собой чисто поверхностное явление, для его исследования приходится пользоваться совершенно особыми методами. Тот факт, что термоионная эмиссия с нагретых поверхностей также является главным образом, если не полностью, поверхностным эффектом, наводит на мысль об использовании ее для изучения действия промоторов и явлений отравления при гетерогенном катализе. Уже небольшие следы посторонних примесей, напри.мер щелочных металлов или вольфрама, заметно изменяют характер электронной эмиссии поверхностей в вакууме. Так например, Лэнгмюр и Кингдон нашли, что испускание вольфрамом электронов увеличивается в 10 " раз при 800° К в присутствии слоя цезия и уменьшается в 10 раз в присутствии слоя кислорода при 1 SOO" К. Этот факт аналогичен известному влияник> [c.66]

В термоионном источнике вещество испаряется с поверхности, а так как скорость испарения является функцией массы, то происходит фракционирование. Этот эффект заметно проявляется при анализе лития, где относительная разница в массах двух изотопов Li-6 и Li-7 велика и составляет 8%. При анализе с использованием метода изотопного разбавления эффект фракционирования, несомненно, может стать источником ошибок. Но если нитрат лития анализируется на трехленточном источнике, то недостаток устраняется и отношение токов ионов с массами 7 и 6 остается постоянным в течение всего времени жизни образца. [c.118]

Если температура зонда не превышает 500° С и он достаточно оттренирован, а концентрация пара органического вещества в пламени значительна, то на фоне сравнительно большого тока ионизации (более 10 а) эффект термоионной эмиссии на кривых может не обнаруживаться. Однако при температуре электрода выше 950° С интенсивность термоэмиссии ионов настолько велика, что термоионный ток во внешней цепи проявляется практически при любых потоках органического вещества, поступающего в детектор. [c.72]

Вайбранс (1964) предложил модель катодного пробоя, основанную на том, что и сопротивление эмитирующего выступа, и автоэмиссия возрастают при повышении температуры. Следовательно, возрастание автоэмиссии увеличивает температуру, что в свою очередь приводит к увеличению автоэмиссии. Этот процесс становится критическим выше определенной температуры, когда ток растет даже при снижении напряжения. Однако выполненные расчеты являются весьма приближенными, в них не рассмотрены ни положительный тепловой эффект автоэмиссии, ни отрицательный эффект термоионный эмиссии. Последний доминирует при омическом нагреве, когда температура достигает критического значения (Броди, 1965). Таким образом, прежде чем сделать какие-либо заключения, необходимо изучить этот эффект. [c.30]

Результаты окисления при —22, О и 26 были обработаны по методу Мотта и Кабрера [1]. Эта теория содержит предположение, что процесс окисления при низких температурах, когда тепловая энергия катионов недостаточна для диффузии, может происходить следующим образом. Сначала кислород, диссоциируя, адсорбируется на поверхности, затем электроны выходят нз металла и диффундируют к атомам кислорода либо в результате туннельного эффекта, либо по термоионному механизму. Таким [c.473]

Существуют и другие источники фоновых импульсов, хотя они и менее значимы. На них чаще наталкиваются те, кто непосредственно работает со счетчиками. Так, одним из таких источников является радиоизотоп из стекла. Поэтому, если образец представляет собой раствор, контейнер для него должен быть изготовлен из стекла с низким содержанием калия. Это существенно, поскольку в обычном стекле присутствует большое количество радиоизотопа К- Однако даже в стекле с низким содержанием калия имеется некоторое количество К, который может дать фон приблизительно на уровне 15 имп/мин, т. е. величину, аналогичную термоионному шуму. Для некоторых операций, требующих очень низкого значения фона, с целью исключения фона за счет используют сосуды из полиэтилена, однако они устойчивы не во всех растворителях, используемых при сцинтилляционном счете, и поэтому их можно применять не во всех случаях. Другим источником фона является генерация светового излучения за счет эффекта Черенкова с длинами в области эффективной работы фотоумножителей. Излучение Черенкова возникает в результате взаимодействия сцинтилляционного растворителя (без участия флуоресцента) и собственно сосуда с космическими лучами. В результате этого процесса регистрируются импульсы в диапазоне низко- и среднеэнергетических р-частиц, что добавляет к фону еще до 10 имп/мин. Имеются и другие источники внешней радиоактивности. Если сосуд с образцом содержит растворитель и флуоресцент, то внешняя радиоактивность вносит дополнительный шум на уровне около 40 имп/мин. Наложение этих эффектов, включая термоионный шум, дает фон приблизительно в пределах от 80 до 90 имп/мин. Однако из-за того, что излучаемые р-частицы имеют определенную максимальную энергию, можно отсеять импульсы с энергией, превышающей это значение. Это осуществляют методом анализа амплитуды им- [c.107]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология