固体の表面拡散および表面張力に与える不活性ガスの影響

惰性气体对固体表面扩散和表面张力的影响

• 批准号: 08750763
• 负责人: 南口 誠
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08750763/
• 关键词: 表面拡散; 銀; 不活性ガス; 粒界粒成長法

雰囲気の不活性ガスの種類と表面拡散の相互作用を調査するために粒界溝成長法を用いて異なる不活性ガス中で表面拡散係数を測定した.試料としては銀多結晶を用い,表面を鏡面までダイヤモンドペーストで研磨した.雰囲気ガスはAr-1%O_2(以降,Ar)およびHe-1%O_2(以降,He)を用いて,試料を酸化させずに,不純物酸素による影響を固定した.なお,実験装置はすべてガラスで作製されており,外気からの酸素や水分の混入は完全に防止した.粒界孔を成長させるための熱処理は873K〜1073Kにて108〜720ks間保持した.その試料に対して原子間力顕微鏡によって粒界溝の幅を測定した.その際,対称性が高い粒界溝のみを20点測定し,その平均値を測定値とした.その結果からMullinsの導出した式を用いて表面拡散係数(D_s)を計算した.粒界溝の幅は誤差範囲内で時間に対して約1/4となり,粒界溝の成長において表面拡散が支配的であるとした.D_sはそれぞれの雰囲気でD_<s/Ar>/m^2S^<-1>=6.1×10^<-2>exp(-(151/kJmol^<-1>)/(RT))D_<s/He>/m^2S^<-1>=3.3×10^<-2>exp(-(147/kJmol^<-1>)/(RT))となり,Arを雰囲気とした場合,D_sはHeの値よりも値は大きいものの,実験の標準偏差以下の差異であった.

为了研究气氛中惰性气体类型与表面扩散之间的相互作用，我们采用晶界槽生长法测量了不同惰性气体中的表面扩散系数，使用金刚石研磨膏将样品抛光至镜面。采用Ar-1%O_2(以下简称Ar)和He-1%O_2(以下简称He)作为气氛气体对样品进行氧化。固定了杂质氧的影响，不引起晶界气孔长大。实验设备全部采用玻璃制成，完全防止外界空气中氧气和水分的侵入。晶界气孔长大的热处理在873K下进行样品在~1073K下保持108~720ks，使用原子力显微镜测量晶界凹槽的宽度。仅测定20个点的晶界槽，将其平均值作为测定值，利用Mullins导出的公式算出表面扩散系数(D_s)。在误差范围内，假设在每种气氛中，表面扩散在晶界凹槽的生长中占主导地位。 =6.1×10^<-2>exp(-(151/kJmol^<-1>)/(RT))D_<s/He>/m^2S^<-1>=3.3×10^<-2 >exp(- (147/kJmol^<-1>)/(RT))，当气氛为Ar时，D_s大于He值，但差异小于实验的标准差。