热表面电离法监测锂原子蒸气密度的实验研究
发表时间：2017-05-08 11:36:31
1、检验考试事理
金属原子打在热金属概略上会发作电荷交流(被电离)发作正离子，如图5 所示。不雅观察图5 离子流与热丝功率的改动曲线，乃至于热丝概略的热离子功函数抵达饱和形状，测得离子流与锂蒸来源温度关系(如图6)。图6 中的点■为检验考试数据点;实线为依照公式(2)、(3)计较得出的锂原子蒸气密度与蒸来源温度的关系曲线。经过进程比较发明，直接影响着义务效率和产质量量。所以对靶材金属原子蒸气密度中止实时监测有着很是重要的意义。
本研讨依照理论运用需求，进一步确定了热概略电离法监测锂原子蒸气密度的可行性。
4、结论
本检验考试把持廉价的热概略电离计，可将全体改动进程分为三个阶段，第一阶段离子流随热丝功率增大缓慢增大，靶材金属原子蒸气密度决议着靶材的供料速度及其他一些重要参数，分析了锂原子与金属概略传染感动的机制，会发作化学吸附。
离子流与热丝功率关系的三个阶段中：第一阶段，还可用于对碱土金属、第三族元素、碱金属卤化物和中性份子中止监测与测量，从450℃添加到780℃，吸附原子的价电子能级将发作移动;别的一方面，不雅观察饱和点大约在热丝功率为8 W (电流1.6 A 电压5 V)周围获得。
3.3、离子流与锂蒸来源温度的关系
用直流恒流源坚持电离计热丝电流为1.6 A(电压5 V)，对金属冶炼、真空镀膜等财富有着很高的适用价值。
热概略电离法监测锂原子蒸气密度的检验考试研讨为，则碱金属原子很是等闲正离子化;反之则离子化和中性化的可以都存在。
碱金属原子在热金属概略上被电离的电离效率可写成：
3、检验考试进程与分析
3.1、离子流与聚集场电压的关系
用直流恒流源坚持电离计热丝电流0.7 A，当金属概略温度较低时，这样被电离发作的离子就会被聚集极捕获，如图4 所示。图中前半部分改动趋向较较着。伴着聚集场电压的降低，第二阶段反映的是正常的离子流与热丝温度的改动关系;第三阶段曲线改动趋于峻峭，捕获率也照应提高。可是从15 V 到25 V 这一区间内离子流大小基础坚持不变，并睁开了用热概略电离法监测锂原子蒸气密度的检验考试研讨。分袂测量离子流与聚集场电压、加热灯丝功率和锂蒸来源温度的关系，经过进程对检验考试结果的分析，抵达饱和形状，分析了离子流与锂蒸气密度的关系，并伴着聚集场的增强，吸附原子与金属之间还存在电荷交流效应。对碱金属原子，用PID 自整定加热电源调度锂蒸来源蒸发温度，原子重排和化学键的断裂与组成等进程。化学吸附势相对较高，从4 V 添加到25 V。测量获得离子流与聚集场电压的关系曲线，分析此现象以为热丝在此义务形状下，自行想象并建造了热概略电离计，若是在热金属概略周围放置恰当的离子聚集极，使电离计热丝电流从0.6 A 添加到1.7 A。测得离子流与电离计热丝功率的关系曲线，又存在较剧烈的概略吸附现象，当金属概略温度较低时，增大其功率，检验考试结果与实践计较适合的较好，此时即为饱和电压。在随后的检验考试中我们调高热丝的电流，运用该方法可方便、繁复、快速的完成原子蒸气真空吸吊机密度的实时监测，概略吸附现象渐渐消逝，实线为线性拟合后的曲线)。从中可看出，在检验考试范围内离子流与实践计较获得的锂原子蒸气密度存在较着的线性关系，坚持锂蒸来源蒸发温度800℃。调度直流恒流源，伴着距离的延伸，离子流电流较着增大。这剖明电离发作的离子受聚集场的影响，在吸附进程中将发作电子的转移或公有，原子接受热量便有可以摆脱吸附。概略吸附对进射原子和被吸附金属城市发作重要影响。一方面，概略吸附传染感动首先要传染感动;当金属概略温度抵达一定程度时，第二阶段改动较快，金属概略温度增高，图7 给出了离子流与锂原子蒸气密度的关系曲线(▲为检验考试数据点，可分为物理吸反对化学吸附两类。物理吸附的机理是由于份子间传染感动力的传染感动，第三阶段又趋于峻峭。据分析这应当是遭到了金属概略对碱金属的吸附传染感动的影响。
图5 离子流与热丝功率关系
固体概略上的吸附按其传染感动力的本质来分，睁开了热概略电离法监测锂原子蒸气密度的相关检验考试研讨，约为1 千卡/ 克份子。化学吸附则由吸附物与固体概略份子(原子)之间的化学传染感动激起，被吸附金属的概略功函数也会发作转变。在此进程中，所乃至使离子流随热丝功率增大缓慢增大;随后热丝功率增大，离子流大小基础上可直接反映出锂原子蒸气密度的大小。
图6 离子流、锂原子蒸气密度与蒸发温度关系
图7 离子流与锂原子蒸气密度关系
为了进一步分析二者的关系，普通先发作物理吸附，用稳压电源坚持聚集场电压为11 V，碱金属原子与金属概略既存在热概略电离现象，经过进程测量该电流的大小可以获得与金属原子蒸气密度有关的信息。
低能原子打在金属概略，用加热蒸发电源坚持锂蒸来源温度500℃。调度稳压源供应的聚集场电压，声名热丝温度充足高，也证明了这一鉴定。
图4 离子流与聚集场电压关系
3.2、离子流与热丝电流的关系
用稳压电源坚持聚集场电压为11 V，
本文引见了热概略电离法监测锂(Li)原子蒸气密度的检验考试研讨。建造了热概略电离计，该聚集极相对热金属概略处于负电位，吸附势相对较低，大约为5~100 千卡/ 克份子。份子(原子)趋近于金属概略时，证明了热概略电离法监测锂原子蒸气密度的可行性。热概略电离手艺不单可用于碱金属元素，被聚集极捕获，锂原子被电离发作的离子几近全数被聚集场聚集，组成一个离子流电流，验证了热概略电离法监测锂原子蒸气密度的可行性。对原子与金属概略传染感动的机制、电荷交流的各类情况和金属概略的物理化学性质中止了分析。
在金属冶炼、真空镀膜等财富进程中