Введение
Глава 1. Поверхностная сегрегация в бинарных и многокомпонентных системах 11
1.1. Общие сведения о поверхностной сегрегации и ее проявлениях в различных
физико-химических процессах 11
1.2. Критерии поверхностной сегрегации и поверхностной активности компонентов 15
1.3. Теории поверхностной сегрегации 22
1.4. Основные экспериментальные методы исследования поверхностной сегрегации в бинарных и многокомпонентных системах 27
1.5. Результаты теоретических и экспериментальных исследований поверхностной сегрегации компонентов в медных сплавах 29
1.5.1. Исследования сегрегации примесной серы на поверхности меди
1.5.2. Исследование сегрегации на поверхности сплавов Cu-Mn, Cu-Al иCu-Ge 31
1.6. Выводы из первой главы. Постановка задач работы 36
Глава 2. Поверхностная сегрегация в бинарных твердых растворах меди с марганцем, германием и алюминием 39
2.1. Экспериментальная установка и методики эксперимента для комплексного исследования поверхности методами 39
2.1.1. Сверхвысоковакуумная установка для комплексного исследования поверхности методами ЭОС, СХПЭЭ и ДМЭ 39
2.1.2. Образцы в моно- и поликристаллических состояниях и подготовка поверхности для исследования 42
2.1.3. Запись спектров ЭОС, ХПЭЭ и дифракционных картин. Расчет концентрации по данным ЭОС 50
2.1.4. Методика измерения температурной и временной зависимости состава поверхности 52
2.2. Экспериментальные исследования поверхностной сегрегации на грани (100) Cu с 4 ат.% Mn и на поверхности поликристалла с 22,5 ат.% Mn методами ЭОС, СХПЭЭ и ДМЭ 53
2.2.1. Температурная зависимость состава поверхности моно- и поликристалла Cu-Mn по данным ЭОС 53
2.2.2. Спектры ХПЭЭ (100) Cu–4 ат. % Mn и Cu–22,5 ат.% Mn в зависимости от температуры отжига 55
2.2.3. Спектры ХПЭЭ (100) Cu–4 ат. % Mn и Cu–22,5 ат.% Mn в зависимости от энергии первичного пучка 62
2.2.4. Дифракционные картины поверхности сплава (100) Cu 4 ат.% Mn
2.3. Поверхностная сегрегация на грани (111) Cu с 2 ат.% Ge и грани (111) Cu с 10 ат.% Al 82
2.3.1. Температурная зависимость концентрации добавки на поверхности сплавов Cu-2 ат. % Ge и Cu-10 ат. % Al 82
2.3.2. Температурная зависимость спектров ХПЭЭ и дифракционные картины грани (111) Cu с 2 ат.% Ge 83
2.4. Выводы из второй главы 87
Глава 3. Хемосорбция серы и кислорода на поверхности меди и твердых растворов меди с германием и алюминием в моно- и поликристаллических состояниях 90
3.1. Температурная зависимость концентрации серы на грани (111) и поверхности поликристалла меди 90
3.2. Изучение процесса формирования сульфидов на поверхности меди и медных сплавов в монокристаллическом состоянии методами ЭОС, СХПЭЭ и ДМЭ 95
3.2.1. ДМЭ картины и спектры ХПЭЭ грани (111) Cu с примесью серы при различных температурах 95
3.2.3. Спектры ХПЭЭ грани (111) Cu при наличии серы в зависимости от времени отжига 101
3.2.4. Спектры ХПЭЭ грани (111) Cu при наличии серы в зависимости от энергии первичного пучка 104
3.3. Фазовый состав и морфология поверхности медных сплавов после экспозиции в кислородной среде 107
3.3.1. Рентгенофазовый состав поверхности медных сплавов 107
3.3.2. Морфология поверхности медных сплавов по данным СЭМ 110
3.4. Выводы по главе 3 114
Глава 4. Расчет ряда характеристик поверхностного слоя бинарных твердых растворов марганца, германия и алюминия в меди по данным ЭОС, СХПЭЭ и ДМЭ 116
4.1. Разработка программных модулей для расчета ряда физических характеристик поверхности по данным ЭОС, СХПЭЭ и ДМЭ 116
4.1.1. Программный модуль для расчета поверхностного натяжения по данным ЭОС 116
4.1.2. Программный модуля для расчета диффузионных характеристик по данным ЭОС 124
4.1.3. Программный модуль для измерения интенсивности дифракционных рефлексов 128
4.1.4. Программа для расчета динамических характеристик по данным ДМЭ 133 4.1.5. Программа для расчета температурного коэффициента поверхностного натяжения по дифракционным картинам 135
4.2. Расчет поверхностного натяжения и адсорбции компонентов медных сплавов с использованием данных, полученных методом ЭОС 137
4.3. Нахождение значений термодинамической активности, коэффициента активности и энергии сегрегации компонентов в поверхностном слое медных сплавов по экспериментальным данным, полученным методом ЭОС 143
4.4. Расчет температурного коэффициента поверхностного натяжения, температуры Дебая и среднеквадратичных смещений атомов на поверхности медных сплавов в твердом состоянии по данным ДМЭ 148
4.4.1. Температура Дебая и СКС поверхности (100) Cu-4 ат. % Mn 148
4.4.2. Расчет температурного коэффициента поверхностного натяжения
4.5. Электронная плотность на поверхности бинарных сплавов на основе меди по данным СХПЭЭ 151
4.6. Выводы по главе 4 153
5. Общие выводы 156
Литература 159
