ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Формовка автокатодов . 3.7. Возможность получения больших эмиссионных токов из "Структура поверхности и автоэмиссионные свойства углеродных материалов " На рис 3.16 показаны некоторые характерные результаты исследования полиакрилонитрильных углеродных волокон разной температуры термической обработки при растяжении классическим методом. Распределение количества образцов по диапазонам прочности нельзя отнести к какому-либо типу, за исключением, пожалуй, волокна с температурой термической обработки 900 °С. В этом случае распределение близко к гауссовому. [c.129] Результат такого разброса механической прочности волокон может происходить от крайне значительного разброса исследованных углеродных волокон по диаметру. Установлено, что прочность волокон, независимо от температуры термической обработки, падает с увеличением площади их поперечного сечения. Это, наиболее вероятно, связано с увеличением количества дефектов в структуре волокон. [c.129] При высокотемпературном отжиге в среде фтора происходит некоторое увеличение прочности, что выражается в смещении максимального пика гистограммы в сторону больших значений прочности (рис. 3.16Э и рис. 3.16г). Однако при этом растет число и размер пор, что приводит к увеличению разброса диаметра волокна, а также возрастает доля участков волокна, имеющих меньшую прочность, что ведет, в конечном счете, к некоторому снижению средней прочности отожженного волокна. Это подтверждает связь количества и размера пор с прочностью волокна. [c.129] Результаты экспериментов по определению механической прочности полиакрилонитрильных углеродных волокон сведены в табл. 3.1. [c.129] Величина шага увеличения напряжения 200—300 В оказалась оптимальной для волокон всех типов. Углеродные волокна с более высокими температурами термической обработки, чем 2400 °С, давали автоэмиссионное изображение с меньшим числом автоэмисси-онных центров, чем с более низкими температурами термической обработки, что подтверждает увеличение предельного автоэмис-сионного тока при увеличении температуры термической обработки [167]. [c.132] Усредненные данные прочности структурных составляющих по-лиакрилонитрильных углеродных волокон с разной температурой термической обработки представлены в табл 3.2. [c.132] Характерный размер микровыступов, необходимый для расчета прочности, был принят равным 100 А. [c.132] ВЫВОД о том, ЧТО базисные плоскости в фибриллах расположены под различными углами друг к другу [8], т. к. если бы базисные плоскости были ориентированы в направлении, перпендикулярном к базисным плоскостям, подобно графику, то значение прочности микровыступов было бы значительно ниже. [c.133] Кроме того, данные о прочности структурных составляющих очень четко дают представление об истинной истории образцов. Так, волокна с температурой термической обработки 900 °С, 1500 °С, 2000 °С, 2600 °С изготовлялись из одной партии исходного волокна. Поэтому для них характерно увеличение механической прочности с ростом температуры обработки. Высокотемпературный отжиг в среде фтора несколько уменьшает механическую прочность, что связано, по-видимому, с увеличением количества дефектов в структуре волокна за счет выжигания примесей. Неожиданно невысокую прочность структурных составляющих для волокна с температурой термической обработки 3200 °С можно объяснить развитием дефектности структуры волокна в процессе длительного хранения. [c.133] Из сопоставления значений прочности, полученных двумя методами, можно заключить, что прочность структурных составляющих не связана с прочностью волокна как целого, т. к. во втором случае прочность определяет количество дефектов и количество аморфного углерода. [c.133] Тем не менее, несмотря на затруднительность однозначной интерпретации полученных картин и на невозможность их строгого кристаллографического описания, анализ автоионных изображений различных типов углеродных материалов для автоэлектронной эмиссии позволяет выделить некоторую информацию о структурных особенностях каждого из них. [c.134] Особенности спектров полевого испарения углеродных волокон. В данном разделе различные типы углеродных материалов для автоэлектронной эмиссии исследованы с использованием методики полевой десорбции и масс-спектрометрии. Были изучены три типа материалов серия углеродных полиакрилонитрильных волокон с различными температурами предварительного промышленного термического отжига, волокна типа ровилон и усы пирографита. Изучались как необработанные волокна, так и образцы, подвергнутые предварительному электрохимическому заострению. [c.135] Анализ распределения состава материала по глубине производится путем регистрации около 10 последовательных разверток осциллографа в двухимпульсном режиме и построения спектров в виде парных гистограмм, отражающих количество зарегистрированных отметок в зависимости от времени прихода ионов. Подобные гистограммы строятся последовательно на каждые 10 актов десорбции и 10 или менее актов анализа каждая такая гистограмма захватывает образец по глубине на 15—20 нм. Изменения в составе спектра соответствуют изменениям в составе испаряемого материала. При этом каждый акт десорбции соответствует увеличению импульсного напряжения на 0,5—1,5 кВ. [c.136] Обращает на себя внимание тот факт, что в процессе испарения в одно- и двухимпульсном режимах можно наблюдать большое количество ионов при одном акте испарения (10 и более отметок на экране осциллографа). Обычно в этих случаях можно идентифицировать одну либо несколько наиболее легких масс. По-видимому, здесь имеет место испарение углеродных материалов при постоянном напряжении за счет локального изменения испаряющего поля материала. При этом импульсное напряжение как бы вскрывает участки образца с низкой напряженностью испаряющего поля. [c.136] Кластерное испарение в виде тяжелых углеродных комплексов вида 5С—15С наблюдается в спектрах всех изучаемых в данной работе углеродных материалов. Конкретный состав кластерного испарения требует дальнейшего изучения. [c.137] Атомные комплексы с малым зарядом присутствуют в спектрах всех изучаемых углеродных материалов. Выделяется ПАН УВ (2000 °С), спектры которого содержат малое количество комплексов. [c.137] Вернуться к основной статье