Поиск в базе сайта:
Кафедра неорганической химии icon

Кафедра неорганической химии




НазваниеКафедра неорганической химии
Дата конвертации24.08.2014
Вес38.5 Kb.
КатегорияТексты

УДК 544.032

ТЕРМИЧЕСКИЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В ТОНКИХ ПЛЕНКАХ СВИНЦА

Щелканова А.С., Борисова Н.В., Титов И.В.

ГОУ ВПО “Кемеровский государственный университет”

Кафедра неорганической химии


(3842)580605, epsur@kemsu.ru
Свинец достаточно широко используется в различных областях науки, техники и промышленности. Он применяется в целях радиационной защиты, в качестве конструкционного материала, для изготовления защитных покрытий кабелей и электродов аккумуляторов. Оксид свинца применяют в производстве стекол с высоким показателем преломления [1]. Поэтому получение свинца и исследование его свойств, представляет как научный, так и технический интерес. Изучение изменения оптических свойств пленок свинца при воздействии теплового излучения представляется необходимым для выяснения природы процессов, протекающих на границе между металлом и окружающей атмосферой.

Целью настоящей работы являлось исследование отражательной способности тонких слоев свинца.

В задачи настоящей работы входило:

  1. отработка методики получения образцов с заданными характеристиками методом термического испарения в вакууме;

  2. определение толщины полученных пленок гравиметрическим и спектрофотометрическим методами;

  3. изучение отражательной способности пленок свинца в зависимости от их толщины, времени и температуры прогрева.

Образцы для исследования получали методом термического испарения в вакууме 2•10-3 Па на установке вакуумный универсальный пост “ВУП-5М”. В качестве подложки использовали стеклянные пластины площадью 4,3•10-3 м. Перед нанесением тонких слоев свинца производили очистку подложек, для этого стеклянные пластины помещали в раствор концентрированной азотной кислоты, после чего кипятили в дистиллированной воде и сушили [2].

Тепловую обработку образцов осуществляли в сушильном шкафу “Memmert ВЕ 300” при 373, 423 К. Спектры поглощения до и после теплового воздействия регистрировали на спектрофотометре “Shimadzu UV-1700” в интервале 300 - 1100 нм.

На рис. 1 представлены спектры поглощения пленок свинца до и после теплового воздействия при Т=373 К. Видно, что для непрогретого образца минимум поглощения наблюдается при =710 нм, а для спектральных кривых прогретых образцов максимум при =470 нм, минимум при =720 нм. В процессе прогрева, при =380 нм, наблюдается резкое уменьшение оптической плотности, а в диапазоне 380-1100 нм постепенное уменьшение оптической плотности.

На рис. 2 представлены спектры поглощения пленок свинца до и после теплового воздействия при Т = 423 К. Из рисунка видно, что для непрогретого образца максимум поглощения происходит при =320 нм, также как и для прогретых образцов. В процессе прогрева происходит уменьшение оптической плотности в диапазоне 320-1100 нм.

На рис. 3 представлены спектры поглощения пленок свинца до и после теплового воздействия при Т = 423 К. В коротковолновой области для образцов 5, 60, 160 минут теплового воздействия наблюдается максимум при =310 нм, затем происходит уменьшение оптической плотности, минимум при =720 нм.



Рис. 1. Спектры поглощения пленки свинца до и после теплового воздействия при 373 К (dn=8,89·10-7).



Рис. 2. Спектры поглощения пленки свинца до и после теплового воздействия при 423 К (dn=1,11·10-9).



Рис. 3. Спектры поглощения пленки свинца до и после теплового воздействия при 423 К (dn=4,2·10-8).
Упругость диссоциации окислов, благодаря которым можно определить границы термодинамической вероятности процесса окисления, для большинства металлов возрастает с повышением температуры. Для свинца даже при Т≥373 К упругость диссоциации остается еще достаточно низкой (3,1∙10-38 атм) и поэтому протекание реакции окисления вероятно (при постоянном парциальном давлении кислорода).

По критерию Пилинга и Бедвортса, который для свинца составляет 1,31, должно было произойти образование сплошной оксидной пленки, которая значительно тормозит дальнейшее протекание процесса окисления. Согласно результатам измерения контактной разности потенциалов, проведенных в нашей лаборатории для оксида свинца PbO и свинца Pb, в системах Pb-PbO формируется двойной электрический слой отрицательного знака со стороны оксида свинца. При прогревании системы металл-оксид, по нашему предположению, полем КРП стимулируется процесс перемещения ионов Pb свинца к поверхности через оксидную пленку. Процесс коррозии будет тормозиться диффузией ионов Pb через пленку и, по мере утолщения пленки, дальнейший ее рост будет замедляться.


  1. Полянский, Н.Г. Свинец. - М.: Наука, 1986. - 357 с.

  2. Технология тонких пленок: Справочник. - М.: Изд-во “Советское радио”, 1977. - Т. 1. - С. 350-356.



Научный руководитель - к.х.н., старший преподаватель Расматова С.В.


Похожие:




©fs.nashaucheba.ru НашаУчеба.РУ
При копировании материала укажите ссылку.
свазаться с администрацией