ZPRAVODAJ ČVS 2004/2, LŠVT Obsah. Fyzikální principy fyzisorpce a chemisorpce, Iva Matolínová 2. Vypařované getry, Peter Lukáč 7

Rozměr: px
Začít zobrazení ze stránky:

Download "ZPRAVODAJ ČVS 2004/2, LŠVT 2004 1. Obsah. Fyzikální principy fyzisorpce a chemisorpce, Iva Matolínová 2. Vypařované getry, Peter Lukáč 7"

Transkript

1 ZPRAVODAJ ČVS 2004/2, LŠVT Obsah Letní škola vakuové techniky sborník Fyzikální principy fyzisorpce a chemisorpce, Iva Matolínová 2 Vypařované getry, Peter Lukáč 7 Nevypařované getry, Karel Mašek 12 Fyzikální procesy aktivace NEG, Vladimír Matolín 17 Kryosorpční vývěvy, Marian Veselý 22 Iontové a sublimační vývěvy, Pavel Hedbávný 26 Využití NEG v čerpacích systémech, Tomáš Gronych 30 Redakčně připravili: RNDr. Pavel Drašar Mgr. Jiří Drbohlav RNDr. Ladislav Peksa Zpravodaj České vakuové společnosti, čtvrtletník, který pro své členy, k dokumentačním a propagačním účelům vydává Česká vakuová společnost v Praze (Sekretariát ČVS, c/o Sdružení MFF UK - Vakuum Praha, V Holešovičkách Praha 8, telefon: , fax: IČO ), ISSN , Evidován jako periodikum u MK ČR pod evidenčním číslem MK ČR E

2 ZPRAVODAJ ČVS 2004/2, LŠVT Fyzikální principy fyzisorpce a chemisorpce Iva Matolínová, Katedra elektroniky a vakuové fyziky, Matematicko-fyzikální fakulta Univerzity Karlovy, V Holešovičkách 2, Praha 8 Při interakci molekul plynů s pevnou látkou (PL) dochází k mnoha procesům, počínaje srážkami dopadajících částic s povrchem PL. Když se molekula plynu přibližuje k povrchu, pohybuje se v potenciálu přitažlivých a odpudivých sil, daných elektronovou a atomovou strukturou obou zúčastněných - povrchu i molekuly, a může být zachycena v potenciálové jámě, tzv. adsorbována na povrchu PL. Doba, po kterou je částice zachycena na povrchu, se pohybuje v řádu od nanosekund až v podstatě po dobu nekonečně dlouhou. Během této doby pobytu částice na povrchu může dojít k řadě procesů (obr. 1): i) difúzi částice po povrchu ii) difúzi do objemu PL - absorpci, rozpouštění iii) reakci na povrchu iv) opuštění povrchu - desorpci částice z povrchu Obr. 1: Schéma procesů probíhajících na povrchu PL: 1) odraz molekuly, 2) adsorpce, 3) desorpce, 4) difúze po povrchu, 5) reakce na povrchu, 6) difúze do objemu, 7) permeace rozpuštěného plynu z objemu na povrch. Všechny typy interakcí mezi plynem a PL závisí na energii částice (kinetické, rotační, vibrační energii, excitaci elektronů) a na teplotě a atomární struktuře povrchu PL. Procesy probíhající na povrchu PL jsou charakterizovány dynamickou rovnováhou mezi adsorbovaným množstvím, teplotou a tlakem adsorbujícího se plynu. Díky přítomnosti nenasycených vazeb na povrchu PL jsou při styku povrchu s plynnou fází molekuly plynu na povrchu vázány. Tento jev se nazývá adsorpcí. Látku, na jejímž povrchu dochází k adsorpci, nazýváme adsorbent, látku v adsorbovaném stavu označujeme jako adsorbát. Podle vazby atomů a molekul na povrchu je možné rozdělit adsorpci na adsorpci fyzikální (fyzisorpci) a chemickou (chemisorpci). Při fyzikální adsorpci plynů na povrchu vzniká van der Waalsova vazba interakcí adsorbentu s elektronovým oblakem adsorbované látky jako celku, dochází pouze k jeho polarizaci. Tato vazba je poměrně slabá, síly fyzikální adsorpce

3 ZPRAVODAJ ČVS 2004/2, LŠVT působí na velké vzdálenosti, adsorpční proces je blízký procesu kondenzace - charakteristická je adsorpce polymolekulární. Při chemisorpci dochází naopak k přenosu nebo sdílení elektronů mezi adsorbentem a adsorbátem, podobně jako v chemické vazbě (viz. obr. 2). Změna elektronové konfigurace adsorbovaných molekul může vést k zeslabení meziatomových sil v molekule a její následné disociaci (adsorpce disociativní). Vazebná energie chemisorpce je podstatně větší než při fyzikální adsorpci. Pro chemisorpci je typické, že na povrchu pevné látky vzniká jedna vrstva molekul adsorbátu. Obr. 2: Blyholderův model pro adsorpci molekuly CO na povrchu přechodových kovů V případě fyzisorpce díky přitažlivým van der Waalsovým silám s dalekým dosahem lze potenciální energii (PE) systému popsat vztahem zvaným (9 3) potenciál: E = A/R 9 B/R 3, (1) kde A, B jsou konstanty a R vzdálenost přibližující se molekuly od povrchu. Pro křivku potenciální energie popisující fyzisorpci je charakteristické mělké minimum (např. ~ 0,012 ev pro adsorpci Ar na kovech) relativně daleko od povrchu (typicky R 0 > 3 Ĺ), neboť silné repulsivní síly dané překryvem elektronových oblaků způsobují prudký nárůst celkové energie systému (obr. 3). R 0 tedy představuje rovnovážnou vzdálenost adsorbované molekuly od povrchu. Potenciání energii pro chemisorpci biatomární molekuly vyjádřil p. Morse vztahem E = D 0 {1 - exp[-a(r R 0 )]} 2, (2) kde D 0 je hloubka potenciálové jámy, R 0 rovnovážná vzdálenost mezi částicemi a a konstanta. V případě vytvoření chemické vazby mezi adsorbátem a substrátem je pro křivku potenciální energie systému typické hluboké minimum (jednotky ev) v relativně malé vzdálenosti od povrchu (1 < R 0 < 3 ).

4 ZPRAVODAJ ČVS 2004/2, LŠVT Obr. 3: Schematické znázornění průběhu potenciální energie jako funkce vzdálenosti molekuly od povrchu PL pro fyzisorpci (souvislá křivka) a disociativní chemisorpci (přerušovaná čára) molekuly. Na obr. 3 jsou prezentovány křivky PE pro chemisorpci a fyzisorpci molekuly z důvodu porovnání. Ve skutečnosti je vhodnější křivku PE pro molekulu, která se na povrchu PL chemisorbuje, popsat kombinací obou křivek, kde v bodě křížení síly chemisorpce převládnou nad silami fyzisorpce. Pokud se toto křížení nachází nad nulovou hladinou PE, existuje potenciálová bariéra pro přechod molekuly ze stavu fyzisorpce do stavu chemisorpce s výškou rovnou hodnotě aktivační energie adsorpce (resp. chemisorpce) E a ads. Výška bariéry ovlivňuje kinetiku adsorpce, dobu pobytu částice na povrchu i kinetiku desorpce. Ne vždy fyzisorpce vede k chemisorpci. Chemisorpce je často proces aktivovaný a ireverzibilní, přičemž dochází k rozpadu disociaci molekuly (v obr. 3 D značí aktivační energii disociace molekuly). Změna energie v průběhu adsorpce představuje energii adsorpce E(ads) a nabývá záporných hodnot. Hloubka potenciálové jámy určuje aktivační energii desorpce E a des, tzn. energii, kterou je nutné adsorbované částici dodat, aby mohla opustit povrch PL a vrátit se zpět do plynné fáze. Mezi výše zmíněnými veličinami platí následující vztah: E a des - E a ads = - ΔE(ads) (3) Rychlost adsorpce molekuly r ads na povrchu může být vyjádřena kinetickou rovnicí: r ads = dn/dt = k p x, (4) kde N je koncentrace adsorbovaných molekul, k je rychlostní konstanta, x řád kinetiky adsorpce, p je parciální tlak plynu. Pro rychlostní konstantu procesu probíhajícího na povrchu PL platí Arrheniova rovnice: k = A exp(-e a ads /RT). (5) Pak dostaneme kinetickou rovnici ve tvaru: r ads = A C x exp(-e a ads /RT), (6) kde A je předexponenciální faktor a E a ads aktivační energie adsorpce.

5 ZPRAVODAJ ČVS 2004/2, LŠVT Proces adsorpce lze kvantitativně popsat pomocí koeficientu ulpění a stupně pokrytí. Označíme-li N tot počet molekul dopadajících na jednotku povrchu za jednotku času a N počet molekul, které na této plošce adsorbují, potom je koeficient ulpění s definován vztahem: s = N/N tot. (7) Stupeň pokrytí v čase t (relativní pokrytí) definujeme poměrem: Q = N(t)/n p, (8) kde N(t) značí okamžitý počet molekul adsorbovaných na povrchu a n p celkový počet míst, na kterých molekula může být vázána. Obecně platí, že s = s (T,Q). Pro čistý povrch je Q = 0, maximální pokrytí v monomolekulární vrstvě Q = 1. Koeficient ulpění se s rostoucím Q zmenšuje, při Q = 1 je roven nule (obr. 4). S narůstající teplotou pravděpodobnost ulpění obvykle klesá. Obr. 4: Závislost koeficientu ulpění CO na Pd(111) na pokrytí pro různé teploty vzorku. Rychlost adsorpce je řízena tokem molekul na povrch, který je určen Hertz- Knudsenovou rovnicí: F = p / (2pmkT) 1/2, (9) kde m je hmota jedné molekuly, T teplota a k Boltzmannova konstanta, a počtem molekul dopadajících na povrch, které se adsorbují, což je definice koeficientu ulpění s: r ads = s. F (10) Koeficient ulpění je vlastností systému adsorbát/substrát a může být ovlivněn mnoha faktory, zejména koncentrací adsorbovaných molekul a existencí či přítomností aktivační bariéry pro

6 ZPRAVODAJ ČVS 2004/2, LŠVT adsorpci. Rovněž aktivační energie adsorpce může sama o sobě záviset na pokrytí povrchu, tj. E a ads = E(N). Desorpce je jev opačný k adsorpci, spočívá v uvolňování adsorbovaných molekul z povrchu. Jeho příčinou jsou tepelné kmity částic látky, jejichž intenzita roste s teplotou. Desorpci mohou způsobit i jiné faktory, např. elektronový, iontový bombard povrchu nebo mechanické tření. Existuje několik různých modelů desorpce. Obecnější rovnici odvodili Polanyi a Wigner: r des = -dn/dt = N l u l exp(-e d /kt), (11) kde r des je desorpční rychlost, která udává počet částic uvolněných jednotkou povrchu za jednotku času, u počet pokusů částice o opuštění povrchu za jednotku času (řádově s -1 ) a l řád kinetiky desorpce. Řád desorpce může být ve většině případů předpovězen: i) Desorpce atomů (A (ads) A (g)) a jednoduchých molekul (M (ads) M (g)) je obvykle procesem 1. řádu, tj. l = 1. Př. Cu (ads) /W W + Cu (g) CO( ads)/cu Cu + CO (g) ii) Rekombinačně molekulární desorpce (např. atomární adsorbát se uvolňuje ve formě dvouatomových molekul 2A (ads) A2 (g)) je obvykle procesem druhého řádu, tj. l = 2. Př. O (ads) /Pt Pt + O2 (g) H (ads)/ni Ni + H2 (g) iii) Desorpce nultého řádu desorpční rychlost nezávisí na počtu adsorbovaných částic, dochází k ní např. u desorpce z tlustých vrstev. Druhy adsorbované na povrchu mohou při nízkých teplotách neurčitě dlouho zůstávat v tomto stavu. Jestliže se teplota substrátu zvyšuje, zvyšuje se termální energie adsorbátu, díky čemuž může adsorbát desorbovat z povrchu a vracet se zpět do plynné fáze. Doba pobytu částice na povrchu se přímo vztahuje ke kinetice desorpce. Je to průměrná doba, kterou molekula za daných podmínek stráví na povrchu než desorbuje do plynné fáze, a platí pro ni Frenkelova rovnice: τ = τ 0 exp(e a des /RT), (12) kde τ 0 = 1/n a koresponduje s periodou vibrací vazby mezi adsorbovanou molekulou a substrátem. Často se uvažuje v řádu s. Molekuly na povrchu PL se mohou také rozkládat a vytvářet tak jiný druh adsorbátu či mohou reagovat se substrátem a vytvářet specifické sloučeniny na povrchu, a nebo mohou difundovat do objemu substrátu.

7 ZPRAVODAJ ČVS 2004/2, LŠVT Vyparované getre Peter LUKÁČ a Imrich MORVA Katedra fyziky plazmy a Ústav fyziky, Fakulta matematiky, fyziky a informatiky UK Mlynská dolina F2, Bratislava, Slovenská republika 1. Úvod Vyparované getre sú chemicky aktívne kovy alebo ich zliatiny najčastejšie v tvare čerstvo naparenej (alebo rozprášenej) tenkej vrstvy. Ich využívanie vo vákuových technológiách je stále veľmi aktuálne a to nielen na udržanie, prípadne zlepšenie vákua v uzavretých objemoch (elektrónky, obrazovky) ale aj pri čistení inertných plynov a získavanie vysokého vákua. 2. Vlastnosti vyparovaných getrov Jednotlivé getre tvoria malé množstvá ľahko sa vyparujúceho kovu, umiestneného na kovových držiakoch, ktorých ohrevom pri zníženom tlaku sa začne geter vyparovať a potom kondenzovať na chladných vnútorných stenách vákuového systému. Vyparované getre musia vyhovovať nasledujúcim požiadavkám: a) mať nízky tlak pár ( < 10-2 Pa ) pri teplote cca 400 o C b) dostatočne vysoký tlak pár ( > 10 2 Pa ) pri teplote ohrievania kovového držiaka (cca 600 až 1000 o C ) a schopnosť ľahko sa vyparovať c) zanedbateľne nízky tlak pár ( < 10-5 Pa) pri laboratórnej alebo trochu vyššej teplote ( o C ) d) veľkú schopnosť pohlcovať aktívné plyny (najmä kyslík) v intervale teplôt o C. Vzniknuté oxidy kovu by nemali tvoriť nepreniknuteľnú vrstvu pre iné plyny e) vzniknuté chemické zlúčeniny by sa nemali rozkladať ani pri zvýšenej pracovnej teplote povrchu s napareným getrom a ani pri dopade elektrónov f) zachovať stabilitu na vzduchu pri atmosferickom tlaku počas technologických operácií g) neuvoľňovať zložky, ktoré by mohli znížiť emisnú schopnosť katódy (napr. báryum zvyšuje emisnú schopnosť katódy). 3. Používané kovy alebo ich zliatiny ako vyparované getre Hliník (Al), ktorý reaguje len s kyslíkom. Výsledkom reakcie je vytvorenie nepriepustnej vrstvy oxidu hlinitého Al 2O 3. Horčík (Mg) je veľmi aktívny voči kyslíku, Vyparuje sa oveľa ľahšie ako hliník v dôsledku čoho môžu jeho atómy migrovať po povrchu. Často sa používal v elektrónkach s katódou z tóriovaného wolfrámu. V súčasnosti sa používa v diódach a tyratrónoch s ortuťovými parami, pretože nereaguje s ortuťou. Fosfor (P) (červený) bol chronologicky prvý, dnes sa už nepoužíva.

8 ZPRAVODAJ ČVS 2004/2, LŠVT Titan (Ti) patrí zároveň aj medzi nevyparované getre. Prvýkrát bol použitý ako sorpčná výveva so spojite sa vyparujúcim kovom [1]. Jej schematické zobrazenie je na obr.1. V dnešnej dobe sa používa v sublimačných vývevách a ako priamo žeravené vlákno. Obr. 1. Schematické zobrazenie iónovo sorpčnej vývevy Kovy alkalických zemín (Ca, Sr, Ba) Vápnik (Ca) sa používal do roku 1930 a predpokladá sa jeho znovupoužívanie. Stroncium (Sr) sa používa väčšinou v rôznych zliatinách. Báryum (Ba) je najpoužívanejší. Pri laboratórnej teplote reaguje s kyslíkom a vodnými parami. V menšej miere s dusíkom, vodíkom a oxidmi uhlíka. Vytvára oxidy, hydridy a nitridy. Čisté báryum sa v minulosti natlačilo do železnej trubky s vnútorným priemerom asi 2 mm (značka FEBA). Neskôr sa použila niklová trubka (NIBA) Zliatiny kovov sa zväčša vytvorili pre zabránenie okysličeniu bárya 25 % Ba + 75 % Mg vo forme mg tabletiek 65 % Ba + 35 % Al (ALBA) 50 % Ba + 50 % Al (ALBA) 50 % Ba + 50 % Ti (BATI) 57 % ALBA + 36 % Ti + 7 % FeO BATH (BATO) zliatina bárya s thoriom použila firma Telefunken (Nemecko). Ba + Sr + C + Ta ( Batalum ) použila fima RCA (USA) BaAl 4 alebo BaAl 4 +Ni sa používa v súčasnosti a vyrába sa firmou SAES Getters S.p.A, Miláno, Italy..

9 ZPRAVODAJ ČVS 2004/2, LŠVT Vyrobený geter sa nanesie do drážky tvaru U v prstenci z niklu alebo nerezovej ocele (obr. 2 a 3). Takýto prstenec sa priboduje na vhodné miesto (alebo miesta) v elektrónke alebo v televíznej obrazovke (obr. 4), v monitoroch počítača, vo fluorescenčnom displeji, v nízkotlakej výbojke a pod. [2,3]. Obr. 2 Ba - geter v prstenci z niklu Technologický postup pre prípravu čistých kovov a ich zliatín ako aj ich vlastností sú spracované v knihe prof. Espeho [4] Obr. 3: Naprašovanie bária Obr. 4: Umiestnenie bárya v elektrónke alebo televíznej obrazovke

10 ZPRAVODAJ ČVS 2004/2, LŠVT Sorpčná kapacita a sorpčná rýchlosť Každý vyparovaný geter je charakterizovaný svojou sorpčnou kapaciou Cs udávanou v jednotkách Pa.l.mg -1 alebo od nej odvodených iných jednotiek pre konkrétny aktívny plyn Celkové maximálne množstvo sorbovaného plynu môžeme vypočítať podľa vzťahu Q [Pa.l] = C s m [mg] kde m je tiaž vypareného getra. Teoretické množstvo adsorbovaného plynu závisí od vytvorenia stoichiometrickej zlúčeniny, ktorá je charakterizovaná stoichiometrickou resp. sorpčnou kapacitou. Sorpčné kapacity pre niektoré reakcie aktívnych plynov s báryom sú uvedené nižšie [5] 2 Ba + O 2 2 BaO ( 92 mbar. liter. g -1 ) 3 Ba + 2 CO 2 BaO + BaC 2 ( 107 mbar. liter. g -1 ) 5 Ba + 2 CO 2 4 BaO+ BaC 2 ( 67 mbar. liter. g -1 ) 3 Ba + N 2 4 Ba 3 N 2 ( 53 mbar. liter. g -1 ) 2 Ba + H 2 O BaO + Ba H 2 ( 80 mbar. liter. g -1 ) Ba + H 2 BaH 2 ( 173 mbar. liter. g -1 ) Skutočná sorpčná kapacita je však nižšia a závisí od podmienok a parametrov vyparovania getra a vytvorenej tenkej vrstvy. Geter sa odparuje pri čo najnižšom tlaku, najčastejšie pomocou vf indukčného ohrevu (indukčná cievka je navinutá z vonkajšej strany elektrónky, obrazovky alebo realizovaná iným spôsobom). Pomocou getra sa dá získať a udržať tlak aspon o krát nižší až do hodnoty Pa. Sorpčná rýchlosť udávaná v jednotkách napr. l/s alebo m 3 /s závisí od reálnej veľkosti naparenej vrstvy getra ( v prípade drsnej resp. póristej vrstvy getra je väčšia ako vypočítaná podľa geometrickej plochy). Sorpčná rýchlosť bude závisieť od tlaku plynu aj od pracovnej teploty. 5. Záver Sorpčné vlastnosti vyparovaného getra závisia nielen od typu sorbovaného plynu a pracovnej teploty, ale aj od fyzikálnych charakteristík samotnej getrovacej vrstvy, ktorá môžu byť oplyvnená fyzikálnymi podmienkami počas procesu naprašovania (tlak vo vákuovom systéme, teplota substrátu (podložky, steny), povrchovými vlastnosťami substrátu, hrúbkou vrstvy a pod. Za posledných rokov sa zvýšil záujem o štúdium aj vyparovaných getrov, čoho dôkazom je vzrast publikácií a aplikačných možností. Začiatkom šestdesiatich rokov sa vyrábalo asi 3 milióna getrov za deň. Dnešná produkcia vyparovaných getrov najväčšieho výrobcu getrov SAES Getters S.pA, Miláno, Italy tvorí 51% z celkovej produkcie vyparovaných a nevyparovaných getrov. Táto firma pokrýva 85% celosvetovej produkcie vyparovaných getrov. Možno konštatovať že, getrovanie má veľký dopad na vákuovú technológiu, na získavanie tlakov rádu Pa, na čistenie plynov a pod.

11 ZPRAVODAJ ČVS 2004/2, LŠVT Poďakovanie Táto práca bola vypracovaná v rámci riešenia projektu VEGA 1/0256/03. Literatúra 1. Davis A., Divatia C., Rev.Sci. Instr. 25 (1954) Prospekty firmy SAES Getters SpA, Milano, Italy, P. della Porta, Technical Paper, TP 202 SAES getters SpA, Milano Italy Espe W.: Technológie hmôt vákuovej techniky, 1. diel, Vydavateľstvo SAV, Bratislava, Foundations of Vacuum Science and Tehnology, Ed. by. J.M. Lafferty. J. Wiley, N. York, 1998, chap. 5.6.

12 ZPRAVODAJ ČVS 2004/2, LŠVT Nevypařované getry (NEG) Karel Mašek Katedra elektroniky a vakuové fyziky, Matematicko-fyzikální fakulta UK, V Holešovičkách 2, Praha 8 Getry jsou vývěvy, které čerpají prostor vakuového systému, ve kterém jsou umístěny, pomocí sorpce plynných molekul. Užití getrů ve vakuových technologiích v posledních desetiletích významně stoupá. Nové a pokročilejší aplikace vyžadují hlubší porozumění fyzikálním procesům probíhajících při sorpci plynů v materiálech getrů. Getry rozdělujeme na vypařované a nevypařované (NEG Non-Evaporable Getter) podle způsobu jejich přípravy a aktivace. V případě vypařovaných getrů je materiál vypařen a vytváří aktivní vrstvu uvnitř vakuového systému. Ve druhém případě je vrstva připravena předem a před použitím je aktivována ohřevem na příslušnou aktivační teplotu. Parametry getru závisí na řadě fyzikálně-chemických vlastností použitých materiálů. Vedle krystalové struktury, která ovlivňuje vlastnosti getrů zejména z hlediska difúze a rozpustnosti plynů, hrají důležitou úlohu povrchové vlastnosti. Povrchové atomy mají nižší koordinační číslo ve srovnání s objemovými atomy a tím nenasycené vazby, které určují jejich reaktivitu. Getry existují jak ve formě čistých kovů, tak i ve formě dvou, tří a vícesložkových slitin. Složení slitin závisí na typu složek a lze je charakterizovat fázovým diagramem. Některé kovy jsou v roztaveném stavu zcela volně mísitelné a výsledná slitina má povahu pevného roztoku. Jiné kovy vytvářejí stabilní slitinu pouze v určitém poměru jejích složek. Těchto stabilních fází může existovat několik. Vlastnosti různých fází významně ovlivňují výsledné vlastnosti getru. Kovy i slitiny mají nejčastěji polykrystalickou strukturu. Hranice zrn se významně podílejí na procesech, které probíhají při sorpci plynů. Při interakci molekul s povrchem pevných látek probíhá řada procesů. K nejdůležitějším patří adsorpce, desorpce, zpětný rozptyl, difúze a povrchová reakce. Některé z těchto procesů vedou k odstraňování molekul z plynné fáze, jiné naopak molekuly z pevné látky uvolňují. Vhodnou volbou materiálu můžeme docílit převahu procesů prvního typu a tím poklesu tlaku. Látkám, které mají tuto vlastnost, říkáme getry. K záchytu molekul dochází na základě chemisorpce, při které plyny chemicky reagují s materiálem getru a vytvářejí s ním silnou vazbu. Kvantitativně getr popisujeme pomocí sorpční rychlosti a kapacity. Sorpční (čerpací) rychlost getru vyjadřuje počet molekul nebo atomů plynu, které jsou getrem zachyceny za jednotku času. Kapacita getru je potom počet atomů nebo molekul zachycených getrem až do jeho nasycení. Mezi základní povrchové vlastnosti patří adsorpce plynů. V případě getrů se jedná zejména o chemisorpci, která je ve většině případů disociativní. Vazebná energie chemisorpce je většinou natolik vysoká, že můžeme tento proces považovat prakticky za ireverzibilní. K výpočtu

13 ZPRAVODAJ ČVS 2004/2, LŠVT charakteristik getrů se často používá koeficient ulpění s. Adsorpční proces můžeme popsat pomocí kinematické rovnice pro rychlost adsorpce S: S s n s p 2pmkT kde ν je počet dopadajících molekul plynu za jednotku času na jednotku plochy, p je tlak plynu, m hmotnost molekul, k Boltzmanova konstanta a T teplota v K. Nejen povrchové vlastnosti však u getrů hrají důležitou úlohu. Chemisorbovaný atom může přecházet do objemu procesem zvaným difúze. Tento jev je závislý na druhu difundujících atomů a rovněž na fyzikálně chemických vlastnostech sorbujícího materiálu. Difúze je určena koncentračním gradientem a závisí především na teplotě. Oba procesy adsorpce na povrchu a difúze do objemu probíhají současně. Ve stacionárním stavu můžeme difúzi popsat pomocí prvního Fickova zákona: D D 0 e E RT kde D 0 je difuzní konstanta daná materiálem a druhem difundující částice, E je aktivační energie difúze a R je plynová konstanta. Stacionární podmínka však není u getrů splněna a proto je potřeba vzít v úvahu i časovou závislost a použít druhý Fickův zákon. Uvažujeme-li práškový materiál jehož částice mají kulový tvar, můžeme pro množství plynu M t difundujícího z povrchu za čas t psát: M M t 6 1 p 2 n n e Dn p t / a kde a je průměr částic, M je hmota plynu v saturovaných podmínkách. Vedle difúze můžeme pozorovat i další proces rozpouštění plynu. Rozpouštění plynu v getru můžeme popsat jako třístupňový proces: 1) disociace molekul na povrchu, 2) jejich sorpce na adsorpčních místech, 3) rozpouštění v objemu getru difúzním mechanizmem. Rozpuštěný plyn obvykle obsazuje intersticiální polohy v krystalové mříži getru a rozpouštění plynu je tak doprovázeno růstem mřížového parametru. V termodynamické rovnováze je tlak P úměrný druhé mocnině koncentrace q plynu v materiálu: P K q 2 kde K je konstanta úměrnosti. Závislost na teplotě je možné vyjádřit na základě Sievertova zákona následující rovnicí:

14 ZPRAVODAJ ČVS 2004/2, LŠVT log PX 2 A 2 log C X B T kde T je teplota, C je koncentrace a A a B jsou konstanty, které je možné určit experimentálně. Ačkoli tato rovnice platí pro jakýkoli plyn, v praxi se používá zejména pro vodík. Nízká stabilita pevného roztoku vodíku v kovech umožňuje i reversibilní proces a tím odstranění vodíku z objemu materiálu. Obr. 1: Závislost sorpční rychlosti na množství sorbovaného plynu Pevný roztok je termodynamicky stabilní dokud není dosažena limitní koncentrace. Obrázek 1 ukazuje závislost sorpční rychlosti na množství sorbovaného plynu. Q 0 je maximální možné množství sorbovaného plynu a Q 1 a Q 2 jsou kapacity pro dvě různé přijatelné sorpční rychlosti S 1 a S 2. Norma definuje konečnou sorpční rychlost pro takové množství sorbovaného plynu, při kterém sorpční rychlost klesne na 5% původní hodnoty. Příslušná hodnota Q je potom kapacita getru. Dále se používají veličiny, které jsou vztaženy k jednotkovému objemu getru (nebo hmotnosti, ploše apod.) specifická sorpční rychlost a specifická kapacita getru. Sorpční rychlost s časem klesá v závislosti na pracovní teplotě a tlaku. Pokles je rychlý zejména při pokojové teplotě, kdy je obecně difúze do objemu nízká (kromě vodíku) a kapacita je tak omezena povrchem getru. Při zvýšené teplotě mohou plyny difundovat do objemu getru a čerpací rychlost tak zůstává delší dobu téměř konstantní. Povrch částic getru je pokryt oxidovou vrstvou v důsledku expozice na vzduchu po jeho přípravě. Tato vrstva působí jako pasivační a zamezuje správné funkci getru. Aby getr mohl začít chemisorbovat plyny, musíme pasivační vrstvu z povrchu odstranit a připravit tak čistý kovový povrch. Tento proces se nazývá aktivace a obvykle se provádí ohřevem getru na jeho aktivační teplotu, při které především kyslíkové a uhlíkové atomy difundují do objemu. Celý proces se řídí zákony difúze a můžeme jej řídit vhodnou kombinací teploty a času. Teplota nutná k aktivaci getru určuje i rozsah jeho praktického použití. V některých případech není příliš vysoká teplota aktivace použitelná z důvodu vysoké tepelné zátěže okolních prvků vakuového systému. Snižování aktivační teploty getrů je tak hlavním důvodem jejich dalšího výzkumu. Aktivační proces je schematicky znázorněn na obrázku 2.

15 ZPRAVODAJ ČVS 2004/2, LŠVT Obr. 2: Znázornění aktivačního procesu Jestliže uvolníme všechna místa na povrchu getru, mluvíme o jeho plné aktivaci. Sorpční rychlost je v tomto případě maximální. Někdy je užitečné aktivovat getr jen částečně. Aktivační podmínky závisí na typu oxidové pasivační vrstvy a jejích difúzních parametrech. Aktivace se provádí ve vakuu získaném konvenčními vývěvami. Celý aktivační proces je nutné opakovat, jestliže se snížila sorpční rychlost getru pod přijatelnou hodnotu a nebo v případě kdy byl getr vystaven působení vzduchu. Tato reaktivace může často probíhat při mírnějších podmínkách než prvotní aktivace. S rostoucím počtem aktivačních procesů sorpční rychlost getru pomalu klesá. Tomuto jevu říkáme stárnutí getru. Počet možných reaktivací je omezený a závisí na používaných teplotách a struktuře getru. Při saturaci getru vodíkem se reaktivace nazývá regenerace. Počet regenerací je prakticky neomezený. Ve zbytkové atmosféře standartních vakuových aplikací nalezneme především následující plyny: H 2, H 2 O, N 2, O 2, CO, CO 2, uhlovodíky (zvláště CH 4 ) a vzácné plyny. Tyto plyny se dostávají do vakuového systému netěsnostmi, odplyňováním a permeací a reagují s getrem různým způsobem: aktivní plyny o CO, CO 2, O 2, N 2 jsou chemisorbovány a jejich oddesorbování je za normálních podmínek prakticky nemožné, při ohřevu getru difundují do objemu o H 2 je sorbován a vytváří pevný roztok, tato sorpce je zcela reversibilní o H 2O disocijuje na vodík a kyslík, vodík vytváří pevný roztok a kyslík je getrem chemisorbován uhlovodíky mohou být sorbovány na povrchu, kde se rozpadají, vodík je sorbován dříve zmíněným mechanizmem, uhlík je chemisorbován vzácné plyny nejsou getrem sorbovány, jejich čerpání je nutné provádět jinými typy vývěv Mezi kovy, které se nejčastěji používají k přípravě nevypařovaných getrů patří kovy IV B skupiny periodické tabulky prvků, zejména Ti a Zr buď v čisté formě nebo ve formě slitin. U vícesložkových slitin se používají i další kovy jako Hf, Th, Ni, Fe, Al, Co, Ce, V, U a vzácné zeminy (La). Ti je vhodnější pro přípravu getrů pracujících za pokojové teploty, zatímco Zr se používá pro teploty okolo 400 C. Zajímavé sorpční vlastnosti mají rovněž binární slitiny Zr a Ti, (např. ZrAl a TiAl). Například getr Zr-Fe vyráběný firmou SAES Getters pod označením

16 ZPRAVODAJ ČVS 2004/2, LŠVT St198 nečerpá dusík, a proto se používá pro jeho čištění. Aktivační teploty binárních slitin se pohybují v rozmezí od 700 do 900 C. Ternární slitiny jsou studovány z důvodu jejich použití jako getrů pro sorpci vodíku. Z tohoto hlediska je důležitá Lavesova fáze binární sloučeniny ZrM 2 (M=V, Cr, Mn, Fe, Co, Mo), která vykazuje výrazně vyšší hodnoty absorpční kapacity pro vodík. Ternární slitiny jsou zajímavé i proto, že vykazují nižší aktivační teploty. Právě tyto slitiny byly zkoumány pro použití ve vysokém a ultra vysokém vakuu. Komerčně vyráběný getr s označením St707 (Zr 70% - V 24.6% - Fe 5.4%) má aktivační teplotu okolo 450 C. Další snížení aktivační teploty bylo pozorováno u getrů založených na ternární slitině TiZrV. Tento nevypařovaný getr byl vyvinut v CERNu v Ženevě a bude používán pro čerpání urychlovače LHC. Možnosti použití getrů jsou velmi široké od malých součástek až k velkým vakuovým systémům. Jejich užití je vhodné zejména v uzavřených systémech nebo tam, kde expozice na vzduchu není příliš častá. Nevypařované getry jsou výhodné zejména u systémů malých průřezů a různých tvarů (např. potrubí). V kombinaci s iontovými vývěvami se dosahuje snížení mezního tlaku až k hodnotám 1x10-11 Pa. Nevypařovaných getrů se v současnosti užívá v urychlovačích, synchrotronech, autoemisních a plazmových displejích, solárních kolektorech, izolačních panelech a rovněž k čištění plynů. V budoucnu se počítá s jejich využitím v zařízeních pro nukleární fúzi a v tokamaku. Použitá literatura: 1. Foundations of Vacuum Science and Technology, edited by J.M. Lafferty, John Wiley & Sons, C. Benvenuti, J.M. Cayeneuve, P. Chiggiato, F. Cicoira, A. Escudeiro Santana, V. Johanek, V. Ruzinov, J. Fraxedas, Vacuum 53 (1999) B. Ferrario, Vacuum 47 (1996) P. della Porta, Vacuum 47 (1996) C. Benvenuti, P. Chiggiato, F. Cicoira, and Y. L Aminot, J. Vac. Sci. Technol. A 16 (1998) Materiály firmy SAES Getters S.p.A., webové stránky

17 ZPRAVODAJ ČVS 2004/2, LŠVT Studium aktivace tenkých vrstev TiZrV metodou fotoelektronové spektroskopie XPS Vladimír Matolín Katedra elektroniky a vakuové fyziky, MFF UK, V Holešovičkách 2, Praha 8. ÚVOD Nevypařované getry NEG (non-evaporable getter) jsou tenké vrstvy materiálů, které se aktivují ohřevem ve vakuu. Na rozdíl od vypařovaných getrů lze jejich aktivaci mnohonásobně opakovat. Tyto vrstvy, pokud jsou naneseny na vnitřní stěny vakuového systému, přemění systém z pasivního zdroje desorbujících částic v aktivní getrovou vývěvu, jejíž povrch efektivně váže dopadající molekuly. Dosáhne se tím velmi efektivního čerpání zbytkové atmosféry a elegantního řešení v případě vakuových systémů s omezenou vakuovou vodivostí, jako jsou např. dlouhé trubice. Využití technologie vrstev NEG je tedy velice perspektivní zvláště pro čerpání urychlovačů částic a vakuových aparatur, ve kterých je žádoucí dosažení extrémně vysokého vakua (XHV). Pro využití NEG je důležitý především parametr aktivační teploty T A. Vrstva se totiž stává aktivní po ohřevu na tuto teplotu, při které dochází k rozkladu povrchových oxidů a difúzi kyslíku do objemu. Snížení této teploty na hodnoty srovnatelné s běžnou vypékací teplotou ultravysokovakuových (UHV) aparatur otevírá široké pole využití technologie NEG. Pro dosažení tlaků 10-7 Pa a níže je totiž každou aparaturu potřeba ohřát na teplotu zajišťující desorpci molekul adsorbovaných na vnitřních stěnách vakuového systému. Standardně se používá ohřev na 200 C po dobu 24 hodin. Mnoho různých materiálů NEG bylo vyvinuto od roku 1940, především s využitím slitin kovů skupiny IVB a některých vzácných zemin a aktinidů (Ti, Zr, Hf, Th). V některých případech byly NEG kombinovány i s Al a Fe. Aktivační teploty těchto getrů se pohybovaly v oblastech nad 400 C a některé bylo potřeba udržovat v zahřátém stavu pro dosažení účinné sorpce [1]. Výzkum v poslední době se zaměřil především na snížení aktivační teploty při zachování vysoké čerpací rychlosti především pro vodík, který tvoří hlavní složku zbytkové atmosféry v UHV aparaturách. Postupně byla navržena různá složení NEG zajišťující T A nižší než 400 C [2,3] a až koncem roku 1997 byla ternární slitina titanu, zirkonu a vanadu zcela aktivována po ohřevu při teplotě 200 C po dobu 24 hodin. Bylo tedy dosaženo magické hranice 200 C, což otevřelo zcela nové možnosti ve využití NEG pro výrobu aktivních vakuových komor. Zároveň byly zahájeny detailní studie těchto slitin s cílem pochopit mechanizmy aktivačního a čerpacího procesu, což umožní budoucí zlepšení jejich vlastností a případné další snížení T A. Základní experimentální metody těchto studií jsou popsány v [2-4]. Vzhledem k významu nízkoteplotních NEG na bázi slitin Ti, Zr a V, v této práci se budeme nadále zabývat pouze těmito materiály.

18 ZPRAVODAJ ČVS 2004/2, LŠVT Vrstvy slitiny TiZrV jsou připravovány metodou magnetronového naprašování v argonové atmosféře. Poprvé byla aktivační teplota zkoumána pomocí metod povrchové analýzy, s cílem nalezení optimálního složení, metodou Augerovy elektronové spektroskopie (AES) [5]. Průběh aktivačního procesu při postupném zvyšování teploty byl sledován z vývoje poměru intenzit linií charakteristických pro Zr v kovovém a oxidovaném stavu. Studium vrstev NEG metodou difrakce paprsků X (XRD) ukázalo, že nízká aktivační teplota je spojena i se strukturou materiálu. Nižší teploty vykazovaly vzorky s nanokrystalickou až amorfní strukturou umožňující snazší difúzi kyslíku po hranicích krystalových zrn. STUDIUM AKTIVACE NEG METODOU XPS Metoda XPS je založena na principu měření energetického rozdělení elektronů emitovaných z povrchu vlivem jeho ozáření primárními fotony [6]. Základními součástmi spektrometru jsou zdroj primárního záření a energetický analyzátor. Metoda XPS poskytuje cenné informace o chemickém stavu povrchů. Přechod z kovového do oxidovaného stavu se projevuje výrazným chemickým posuvem směrem k vyšším vazebným energiím. Aktivace povrchu NEG se proto projevuje opačným posuvem, tj. k nižším vazebným energiím [7,8]. TiZrV TiZrV Ti 2p Zr 3d 240 C Intensity 240 C 200 C Intensity 200 C 120 C 120 C Binding energy (ev) Binding energy (ev) Intensity (cps) 3k 2k 1k 0 Ti 2p 200 C Intensity (cps) 7k 6k 5k 4k 3k 2k 1k 0 Zr 3d 200 C Binding energy (ev) Binding energy (ev) Obr. 1. Vývoj fotoelektronového spektra hladin 2p titanu v průběhu aktivace Obr. 2. Vývoj fotoelektronového spektra hladin 3d zirkonu v průběhu aktivace

19 ZPRAVODAJ ČVS 2004/2, LŠVT Na obr. 1 je vidět vývoj dubletu fotoelektronových TiZrV píků 2p 1/2 a 2p 3/2 titanu při aktivaci při teplotách 120, Ti 2p 200 a 240 C. Pík Ti 2p 3/2 vykazuje při 120 C posun k vyšší E b = 459 ev, typické pro TiO 2. Spektrum při 200 C lze rozložit na dva dublety, jak je vidět na 240 C spodním obrázku, odpovídající oxidickému (2p 3/2 = ev) a kovovému stavu Ti (454 ev). Vidíme tedy směs oxidu a kovu, přičemž posun oxidické 200 C složky o 0.6 ev může být interpretován jako vznik nějaké přechodné fáze, např. TiO. V tomto místě by 120 C bylo možné pustit se do další a hlubší analýzy chemického stavu povrchu, ale není to účelné Binding energy (ev) vzhledem k referativnímu charakteru tohoto článku. 3k Ti 2p Z obr. 1 je dále vidět, že při teplotě 240 C je povrch 200 C již zcela vyredukován (E b 2p 3/2 = 454 ev). Na 2k obrázcích 2 a 3 je vidět stejné tendence pro dublety 1k Zr 3d a V 2p. Na první pohled je ale patrný rozdíl ve 0 stupni redukce Zr na jedné straně a Ti a V na straně druhé při 200 C. Zatímco u Ti a V převažuje kovová Binding energy (ev) složka, Zr je při této teplotě stále ještě převážně v oxidovaném stavu. Míru aktivace lze nejlépe Obr. 3.Vývoj fotoelektronového spektra vyjádřit jako poměr ploch píků příslušejících oxidu a hladin 2p vanadu v průběhu aktivace kovové fázi. Tento poměr je vynesen pro všechny tři složky v závislosti na teplotě na obr. 4. Z obrázku je dobře vidět to co již bylo řečeno pomalejší redukce oxidu zirkonu. Na obr. 5 je vidět vývoj píku uhlíku 1s. Hlavnímu píku, odpovídajícímu volnému uhlíku na povrchu, jsou při nízké teplotě přidruženy ještě píky odpovídající E b 286,8 a 289 ev. Ty mohou pocházet ze skupin C-O nebo C-H x a O-C-O. Se zvyšující se teplotou tyto skupiny desorbují nebo se rozkládají na volný uhlík. Ten se potom od 200 C transformuje v karbidy kovů, pro které je charakteristický posun C 1s k nižší energii (282 ev). Intensity Intensity (cps) Zr 7 6 Ti I ox /I m V T ( C) Obr. 4: Změny poměrů intenzit příslušejících atomům Ti, Zr a V v oxidovaném a kovovém stavu v závislosti na teplotě

20 ZPRAVODAJ ČVS 2004/2, LŠVT TiZrV C 1s C-metal 240 C Intensity C-C 200 C C-O 120 C Binding energy (ev) Obr. 5: Fotoelektronová linie 1s uhlíku vzorku NEG při různých aktivačních teplotách Z analýz XPS je úbytek kyslíku v povrchových vrstvách jasně patrný a poměr intenzit oxidické a kovové složky může být použit jako dobře měřitelný parametr stupně aktivace, umožňující snadné a rychlé porovnání vzorků o různém složení. Uhlík se postupně váže na atomy kovu a vytváří karbidickou fázi, což je dalším průvodním jevem procesu aktivace. Role této transformace a vliv karbidů na aktivitu getru zatím nejsou jasné a musí být předmětem dalšího zkoumání. Studie s využitím fotoelektronové spektroskopie buzené synchrotronním zářením umožňují zkoumat změny chemického stavu s vyšším rozlišením a zároveň získat i hloubkově rozlišené informace, tj. určit změnu chemického stavu v různých podpovrchových vrstvách. Tato měření jsme provedli na optické dráze materiálového výzkumu (MSB) synchrotronu Elettra v Terstu. Detailní měření vývoje karbidů ukázala, že karbidy kovů vznikající při aktivaci se akumulují těsně pod povrchem a nejsou přítomny na povrchu. To má termodynamické důvody, protože v takovém stavu je povrchová volná energie NEG nižší. To rovněž vysvětluje proč vznik karbidů, které obecně snižují reaktivitu povrchů, nemá vliv na aktivitu getru. Měření jemných posuvů píku vanadu během aktivace ukázala na vznik nové fáze, kterou jsme interpretovali jako tzv. Lavesovu fázi ZrV 2. Tato slitina se vyznačuje vysokou rozpustností vodíku (využívá se v metalhydridových bateriích), a může proto mít pozitivní vliv na čerpání vodíku vrstvami NEG. její hlavní role ale zřejmě spočívá ve snížení energie vazby Zr-O, a tím ve snížení aktivační teploty. Zdá se tedy, že kompetitivní vznik vazeb Zr-V a Zr-O je klíčovým procesem vedoucím ke snížení aktivační teploty NEG na bázi slitin Ti-Zr-V.

Monika Fialová VAKUOVÁ FYZIKA II. ZÍSKÁVÁNÍ NÍZKÝCH TLAKŮ

Monika Fialová VAKUOVÁ FYZIKA II. ZÍSKÁVÁNÍ NÍZKÝCH TLAKŮ Monika Fialová VAKUOVÁ FYZIKA II. ZÍSKÁVÁNÍ NÍZKÝCH TLAKŮ CHARAKTERISTIKY VÝVĚV vývěva = zařízení snižující tlak plynu v uzavřeném objemu parametry: mezní tlak čerpací rychlost pracovní tlak výstupní tlak

Více

Ionizační manometry. Při ionizaci plynu o koncentraci n nejsou ionizovány všechny molekuly, ale jenom část z nich n i = γn ; γ < 1.

Ionizační manometry. Při ionizaci plynu o koncentraci n nejsou ionizovány všechny molekuly, ale jenom část z nich n i = γn ; γ < 1. Ionizační manometry Princip: ionizace molekul a měření počtu nabitých částic Rozdělení podle způsobu ionizace: Manometry se žhavenou katodou Manometry se studenou katodou Manometry s radioaktivním zářičem

Více

Základy vakuové techniky

Základy vakuové techniky Základy vakuové techniky Střední rychlost plynů Rychlost molekuly v p = (2 k N A ) * (T/M 0 ), N A = 6. 10 23 molekul na mol (Avogadrova konstanta), k = 1,38. 10-23 J/K.. Boltzmannova konstanta, T.. absolutní

Více

IONTOVÉ ZDROJE. Účel. Požadavky. Elektronové zdroje. Iontové zdroje. Princip:

IONTOVÉ ZDROJE. Účel. Požadavky. Elektronové zdroje. Iontové zdroje. Princip: Účel IONTOVÉ ZDROJE vyrobit svazek částic vytvarovat ho a dopravit do urychlovací komory předurychlit ho (10 kev) Požadavky intenzita svazku malá emitance svazku trvanlivost zdroje stabilita zdroje minimální

Více

Úvod do koroze. (kapitola, která bude společná všem korozním laboratorním pracím a kterou studenti musí znát bez ohledu na to, jakou práci dělají)

Úvod do koroze. (kapitola, která bude společná všem korozním laboratorním pracím a kterou studenti musí znát bez ohledu na to, jakou práci dělají) Úvod do koroze (kapitola, která bude společná všem korozním laboratorním pracím a kterou studenti musí znát bez ohledu na to, jakou práci dělají) Koroze je proces degradace kovu nebo slitiny kovů působením

Více

Látkové množství n poznámky 6.A GVN

Látkové množství n poznámky 6.A GVN Látkové množství n poznámky 6.A GVN 10. září 2007 charakterizuje látky z hlediska počtu částic (molekul, atomů, iontů), které tato látka obsahuje je-li v tělese z homogenní látky N částic, pak látkové

Více

Teorie transportu plynů a par polymerními membránami. Doc. Ing. Milan Šípek, CSc. Ústav fyzikální chemie VŠCHT Praha

Teorie transportu plynů a par polymerními membránami. Doc. Ing. Milan Šípek, CSc. Ústav fyzikální chemie VŠCHT Praha Teorie transportu plynů a par polymerními membránami Doc. Ing. Milan Šípek, CSc. Ústav fyzikální chemie VŠCHT Praha Úvod Teorie transportu Difuze v polymerních membránách Propustnost polymerních membrán

Více

Sorpční vývěvy. 1. Vývěvy využívající fyzikální adsorpce (kryogenní vývěvy)

Sorpční vývěvy. 1. Vývěvy využívající fyzikální adsorpce (kryogenní vývěvy) Sorpční vývěvy Využívají adsorpce, tedy vazby molekul na povrch pevných látek. Lze je rozdělit do dvou skupin:. vývěvy využívající fyzikální adsorpce. vývěvy využívající chemisorpce. Vývěvy využívající

Více

Emise vyvolaná působením fotonů nebo částic

Emise vyvolaná působením fotonů nebo částic Emise vyvolaná působením fotonů nebo částic PES (fotoelektronová spektroskopie) XPS (rentgenová fotoelektronová spektroskopie), ESCA (elektronová spektroskopie pro chemickou analýzu) UPS (ultrafialová

Více

Transportní jevy v plynech Reálné plyny Fázové přechody Kapaliny

Transportní jevy v plynech Reálné plyny Fázové přechody Kapaliny Transportní jevy v plynech Reálné plyny Fázové přechody Kapaliny Hustota toku Zatím jsme studovali pouze soustavy, které byly v rovnovážném stavu není-li soustava v silovém poli, je hustota částic stejná

Více

Opakování: shrnutí základních poznatků o struktuře atomu

Opakování: shrnutí základních poznatků o struktuře atomu 11. Polovodiče Polovodiče jsou krystalické nebo amorfní látky, jejichž elektrická vodivost leží mezi elektrickou vodivostí kovů a izolantů a závisí na teplotě nebo dopadajícím optickém záření. Elektrické

Více

Teoretické základy vakuové techniky

Teoretické základy vakuové techniky Procesy při čerpání soustavy Předpokládejme, že vývěvou čerpáme vakuovou soustavu od počátečního atmosférického tlaku až do vysokého vakua. Zpočátku jde o objemový proces, čerpané plyny vykazují viskózní

Více

Obloukové svařování wolframovou elektrodou v inertním plynu WIG (TIG) - 141

Obloukové svařování wolframovou elektrodou v inertním plynu WIG (TIG) - 141 Obloukové svařování wolframovou elektrodou v inertním plynu WIG (TIG) - 141 Při svařování metodou 141 hoří oblouk mezi netavící se elektrodou a základním matriálem. Ochranu elektrody i tavné lázně před

Více

Plazmové svařování a dělení materiálu. Jaromír Moravec

Plazmové svařování a dělení materiálu. Jaromír Moravec Plazmové svařování a dělení materiálu Jaromír Moravec 1 Definice plazmatu Definice plazmatu je následující: Plazma je kvazineutrální soubor částic s volnými nosiči nábojů, který vykazuje kolektivní chování.

Více

Autokláv reaktor pro promíchávané vícefázové reakce

Autokláv reaktor pro promíchávané vícefázové reakce Vysoká škola chemicko technologická v Praze Ústav organické technologie (111) Autokláv reaktor pro promíchávané vícefázové reakce Vypracoval : Bc. Tomáš Sommer Předmět: Vícefázové reaktory (prof. Ing.

Více

Přednáška 5. Martin Kormunda

Přednáška 5. Martin Kormunda Přednáška 5 Metody získávání nízkých tlaků : čerpací rychlost, časový průběh čerpacího procesu, mezní tlak, zbytková atmosféra, rozdělení tlaku v systému při čerpání. Zásady návrhu vakuových systémů. Metody

Více

Při reálném chromatografickém ději nikdy nedojde k ustavení rovnováhy mezi oběma fázemi První ucelená teorie respektující uvedenou skutečnost byla

Při reálném chromatografickém ději nikdy nedojde k ustavení rovnováhy mezi oběma fázemi První ucelená teorie respektující uvedenou skutečnost byla Teorie chromatografie - III Příprava předmětu byla podpořena projektem OPPA č. CZ.2.17/3.1.00/33253 4.3.3 Teorie dynamická Při reálném chromatografickém ději nikdy nedojde k ustavení rovnováhy mezi oběma

Více

REAKTIVNÍ MAGNETRONOVÉ NAPRAŠOV. Jan VALTER HVM Plasma s.r.o. www.hvm.cz

REAKTIVNÍ MAGNETRONOVÉ NAPRAŠOV. Jan VALTER HVM Plasma s.r.o. www.hvm.cz REAKTIVNÍ MAGNETRONOVÉ NAPRAŠOV OVÁNÍ Jan VALTER SCHEMA REAKTIVNÍHO NAPRAŠOV OVÁNÍ zdroj výboje katoda odprašovaný terč plasma inertní napouštění plynů reaktivní zdroj předpětí p o v l a k o v a n é s

Více

F4160. Vakuová fyzika 1. () F / 23

F4160. Vakuová fyzika 1.   () F / 23 F4160 Vakuová fyzika 1 Pavel Slavíček email: ps94@sci.muni.cz () F4160 1 / 23 Osnova: Úvod a historický vývoj Volné plyny statický stav plynů dynamický stav plynů Získávání vakua - vývěvy s transportem

Více

Opakování

Opakování Slabé vazebné interakce Opakování Co je to atom? Opakování Opakování Co je to atom? Atom je nejmenší částice hmoty, chemicky dále nedělitelná. Skládá se z atomového jádra obsahujícího protony a neutrony

Více

TERMODYNAMIKA Ideální plyn TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY.

TERMODYNAMIKA Ideální plyn TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY. TERMODYNAMIKA Ideální plyn TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY. Ideální plyn je zjednodušená představa skutečného plynu. Je dokonale stlačitelný

Více

FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE. Úloha 11: Termická emise elektronů

FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE. Úloha 11: Termická emise elektronů FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE Datum měření: 15.4.2011 Jméno: Jakub Kákona Pracovní skupina: 4 Ročník a kroužek: Pa 9:30 Spolupracovníci: Jana Navrátilová Hodnocení: Úloha 11: Termická emise elektronů

Více

Návod pro laboratorní úlohu: Komerční senzory plynů a jejich testování

Návod pro laboratorní úlohu: Komerční senzory plynů a jejich testování Návod pro laboratorní úlohu: Komerční senzory plynů a jejich testování Úkol měření: 1) Proměřte závislost citlivosti senzoru TGS na koncentraci vodíku 2) Porovnejte vaši citlivostní charakteristiku s charakteristikou

Více

Úvod do laserové techniky KFE FJFI ČVUT Praha Michal Němec, 2014. Plynové lasery. Plynové lasery většinou pracují v kontinuálním režimu.

Úvod do laserové techniky KFE FJFI ČVUT Praha Michal Němec, 2014. Plynové lasery. Plynové lasery většinou pracují v kontinuálním režimu. Aktivní prostředí v plynné fázi. Plynové lasery Inverze populace hladin je vytvářena mezi energetickými hladinami některé ze složek plynu - atomy, ionty nebo molekuly atomární, iontové, molekulární lasery.

Více

Přednáška 4. Úvod do fyziky plazmatu : základní charakteristiky plazmatu, plazma v elektrickém vf plazma. Doutnavý výboj : oblasti výboje

Přednáška 4. Úvod do fyziky plazmatu : základní charakteristiky plazmatu, plazma v elektrickém vf plazma. Doutnavý výboj : oblasti výboje Přednáška 4 Úvod do fyziky plazmatu : základní charakteristiky plazmatu, plazma v elektrickém vf plazma. Doutnavý výboj : oblasti výboje Jak nahradit ohřev při vypařování Co třeba bombardovat ve vakuu

Více

TECHNOLOGICKÉ PROCESY PŘI VÝROBĚ POLOVODIČOVÝCH PRVKŮ III.

TECHNOLOGICKÉ PROCESY PŘI VÝROBĚ POLOVODIČOVÝCH PRVKŮ III. TECHNOLOGICKÉ PROCESY PŘI VÝROBĚ POLOVODIČOVÝCH PRVKŮ III. NANÁŠENÍ VRSTEV V mikroelektronice se nanáší tzv. tlusté a tenké vrstvy. a) Tlusté vrstvy: Používají se v hybridních integrovaných obvodech. Nanáší

Více

VLASTNOSTI VLÁKEN. 3. Tepelné vlastnosti vláken

VLASTNOSTI VLÁKEN. 3. Tepelné vlastnosti vláken VLASNOSI VLÁKEN 3. epelné vlastnosti vláken 3.. Úvod epelné vlastnosti vláken jsou velice důležité, neboť jsou rozhodující pro volbu vhodných parametrů zpracování i použití vláken. Závisí na chemickém

Více

Fyzikální metody nanášení tenkých vrstev

Fyzikální metody nanášení tenkých vrstev Fyzikální metody nanášení tenkých vrstev Vakuové napařování Příprava tenkých vrstev kovů některých dielektrik polovodičů je možné vytvořit i epitaxní vrstvy (orientované vrstvy na krystalické podložce)

Více

Využití plazmových metod ve strojírenství. Metody depozice povlaků a tenkých vrstev

Využití plazmových metod ve strojírenství. Metody depozice povlaků a tenkých vrstev Využití plazmových metod ve strojírenství Metody depozice povlaků a tenkých vrstev Metody depozice povlaků Využití plazmatu pro depozice (nanášení) povlaků a tenkých vrstev je moderní a stále častěji aplikovaná

Více

Vazby v pevných látkách

Vazby v pevných látkách Vazby v pevných látkách Hlavní body 1. Tvorba pevných látek 2. Van der Waalsova vazba elektrostatická interakce indukovaných dipólů 3. Iontová vazba elektrostatická interakce iontů 4. Kovalentní vazba

Více

Vybrané technologie povrchových úprav. Metody vytváření tenkých vrstev Doc. Ing. Karel Daďourek 2008

Vybrané technologie povrchových úprav. Metody vytváření tenkých vrstev Doc. Ing. Karel Daďourek 2008 Vybrané technologie povrchových úprav Metody vytváření tenkých vrstev Doc. Ing. Karel Daďourek 2008 Metody vytváření tenkých vrstev Vakuové metody dnes nejužívanější CVD Chemical vapour deposition PE CVD

Více

Chemie povrchů verze 2013

Chemie povrchů verze 2013 Chemie povrchů verze 2013 Definice povrchu složitá, protože v nanoměřítku (na úrovni velikosti atomů) je elektronový obal atomů difúzní většinou definován fyzikální adsorpcí nereaktivních plynů Vlastnosti

Více

Elektronová mikroskopie SEM, TEM, AFM

Elektronová mikroskopie SEM, TEM, AFM Elektronová mikroskopie SEM, TEM, AFM Historie 1931 E. Ruska a M. Knoll sestrojili první elektronový prozařovací mikroskop 1939 první vyrobený elektronový mikroskop firma Siemens rozlišení 10 nm 1965 první

Více

10. Energie a její transformace

10. Energie a její transformace 10. Energie a její transformace Energie je nejdůležitější vlastností hmoty a záření. Je obsažena v každém kousku hmoty i ve světelném paprsku. Je ve vesmíru a všude kolem nás. S energií se setkáváme na

Více

Molekulová spektroskopie 1. Chemická vazba, UV/VIS

Molekulová spektroskopie 1. Chemická vazba, UV/VIS Molekulová spektroskopie 1 Chemická vazba, UV/VIS 1 Chemická vazba Silová interakce mezi dvěma atomy. Chemické vazby jsou soudržné síly působící mezi jednotlivými atomy nebo ionty v molekulách. Chemická

Více

Základy molekulové fyziky a termodynamiky

Základy molekulové fyziky a termodynamiky Základy molekulové fyziky a termodynamiky Molekulová fyzika je částí fyziky, která zkoumá vlastnosti látek na základě jejich vnitřní struktury, pohybu a vzájemného silového působení částic, z nichž jsou

Více

OBECNÁ CHEMIE. Kurz chemie pro fyziky MFF-UK přednášející: Jaroslav Burda, KChFO.

OBECNÁ CHEMIE. Kurz chemie pro fyziky MFF-UK přednášející: Jaroslav Burda, KChFO. OBECNÁ CHEMIE Kurz chemie pro fyziky MFF-UK přednášející: Jaroslav Burda, KChFO burda@karlov.mff.cuni.cz HMOTA, JEJÍ VLASTNOSTI A FORMY Definice: Každý hmotný objekt je charakterizován dvěmi vlastnostmi

Více

Mgr. Ladislav Blahuta

Mgr. Ladislav Blahuta Mgr. Ladislav Blahuta Střední škola, Havířov-Šumbark, Sýkorova 1/613, příspěvková organizace Tento výukový materiál byl zpracován v rámci akce EU peníze středním školám - OP VK 1.5. Výuková sada ZÁKLADNÍ

Více

Termodynamika (td.) se obecně zabývá vzájemnými vztahy a přeměnami různých druhů

Termodynamika (td.) se obecně zabývá vzájemnými vztahy a přeměnami různých druhů Termodynamika (td.) se obecně zabývá vzájemnými vztahy a přeměnami různých druhů energií (mechanické, tepelné, elektrické, magnetické, chemické a jaderné) při td. dějích. Na rozdíl od td. cyklických dějů

Více

Skupenské stavy látek. Mezimolekulární síly

Skupenské stavy látek. Mezimolekulární síly Skupenské stavy látek Mezimolekulární síly 1 Interakce iont-dipól Např. hydratační (solvatační) interakce mezi Na + (iont) a molekulou vody (dipól). Jde o nejsilnější mezimolekulární (nevazebnou) interakci.

Více

Základní experiment fyziky plazmatu

Základní experiment fyziky plazmatu Základní experiment fyziky plazmatu D. Vašíček 1, R. Skoupý 2, J. Šupík 3, M. Kubič 4 1 Gymnázium Velké Meziříčí, david.vasicek@centrum.cz 2 Gymnázium Ostrava-Hrabůvka příspěvková organizace, jansupik@gmail.com

Více

Vybrané technologie povrchových úprav. Vakuum 2. Část Doc. Ing. Karel Daďourek 2006

Vybrané technologie povrchových úprav. Vakuum 2. Část Doc. Ing. Karel Daďourek 2006 Vybrané technologie povrchových úprav Vakuum 2. Část Doc. Ing. Karel Daďourek 2006 Základní parametry vývěv Mezní tlak vývěvy p mez Tlak na výstupu vývěvy, od kterého je schopna funkce p 0 Čerpací schopnost

Více

Nauka o materiálu. Přednáška č.2 Poruchy krystalické mřížky

Nauka o materiálu. Přednáška č.2 Poruchy krystalické mřížky Nauka o materiálu Přednáška č.2 Poruchy krystalické mřížky Opakování z minula Materiál Degradační procesy Vnitřní stavba atomy, vazby Krystalické, amorfní, semikrystalické Vlastnosti materiálů chemické,

Více

Struktura elektronového obalu

Struktura elektronového obalu Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/03.0009 Struktura elektronového obalu Představy o modelu atomu se vyvíjely tak, jak se zdokonalovaly možnosti vědy

Více

Fyzikální chemie. ochrana životního prostředí analytická chemie chemická technologie denní. Platnost: od 1. 9. 2009 do 31. 8. 2013

Fyzikální chemie. ochrana životního prostředí analytická chemie chemická technologie denní. Platnost: od 1. 9. 2009 do 31. 8. 2013 Učební osnova předmětu Fyzikální chemie Studijní obor: Aplikovaná chemie Zaměření: Forma vzdělávání: Celkový počet vyučovacích hodin za studium: Analytická chemie Chemická technologie Ochrana životního

Více

5.0 ZJIŠŤOVÁNÍ FÁZOVÝCH PŘEMĚN

5.0 ZJIŠŤOVÁNÍ FÁZOVÝCH PŘEMĚN 5.0 ZJIŠŤOVÁNÍ FÁZOVÝCH PŘEMĚN Metody zkoumání fázových přeměn v kovech a slitinách jsou založeny na využití změn převážně fyzikálních vlastností, které fázovou přeměnu a s ní spojenou změnu struktury

Více

Povrchové procesy. Přichycení na povrch.. adsorbce. monomolekulární, multimolekulární (namalovat) Přichycení do objemu, také plyn v kapalině.

Povrchové procesy. Přichycení na povrch.. adsorbce. monomolekulární, multimolekulární (namalovat) Přichycení do objemu, také plyn v kapalině. Povrchové procesy Plyny obklopující pevné látky jsou vázány do objeu a na povrch - sorbce, nebo jsou z něho uvolňovány - desorbce oba jevy probíhají zároveň Přichycení na povrch.. adsorbce. onoolekulární,

Více

STEJNOSMĚRNÝ PROUD Samostatný výboj TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY.

STEJNOSMĚRNÝ PROUD Samostatný výboj TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY. STEJNOSMĚRNÝ PROUD Samostatný výboj TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY. Plyny jsou tvořeny elektricky neutrálními molekulami. Proto jsou za

Více

2. Atomové jádro a jeho stabilita

2. Atomové jádro a jeho stabilita 2. Atomové jádro a jeho stabilita Atom je nejmenší hmotnou a chemicky nedělitelnou částicí. Je tvořen jádrem, které obsahuje protony a neutrony, a elektronovým obalem. Elementární částice proton neutron

Více

Mol. fyz. a termodynamika

Mol. fyz. a termodynamika Molekulová fyzika pracuje na základě kinetické teorie látek a statistiky Termodynamika zkoumání tepelných jevů a strojů nezajímají nás jednotlivé částice Molekulová fyzika základem jsou: Látka kteréhokoli

Více

Vnitřní energie. Teplo. Tepelná výměna.

Vnitřní energie. Teplo. Tepelná výměna. Vnitřní energie. Teplo. Tepelná výměna. A) Výklad: Vnitřní energie vnitřní energie označuje součet celkové kinetické energie částic (tj. rotační + vibrační + translační energie) a celkové polohové energie

Více

Plazma v technologiích

Plazma v technologiích Plazma v technologiích Mezi moderními strojírenskými technologiemi se stále častěji prosazují metody využívající různé formy plazmatu. Plazma je plynné prostředí skládající se z poměrně volných částic,

Více

Vícefázové reaktory. Probublávaný reaktor plyn kapalina katalyzátor. Zuzana Tomešová

Vícefázové reaktory. Probublávaný reaktor plyn kapalina katalyzátor. Zuzana Tomešová Vícefázové reaktory Probublávaný reaktor plyn kapalina katalyzátor Zuzana Tomešová 2008 Probublávaný reaktor plyn - kapalina - katalyzátor Hydrogenace méně těkavých látek za vyššího tlaku Kolony naplněné

Více

r W. Shockley, J. Bardeen a W. Brattain, zahájil epochu polovodičové elektroniky, která se rozvíjí dodnes.

r W. Shockley, J. Bardeen a W. Brattain, zahájil epochu polovodičové elektroniky, která se rozvíjí dodnes. r. 1947 W. Shockley, J. Bardeen a W. Brattain, zahájil epochu polovodičové elektroniky, která se rozvíjí dodnes. 2.2. Polovodiče Lze je definovat jako látku, která má elektronovou bipolární vodivost, tj.

Více

Rentgenová spektrální analýza Elektromagnetické záření s vlnovou délkou 10-2 až 10 nm

Rentgenová spektrální analýza Elektromagnetické záření s vlnovou délkou 10-2 až 10 nm Rtg. záření: Rentgenová spektrální analýza Elektromagnetické záření s vlnovou délkou 10-2 až 10 nm Vznik rtg. záření: 1. Rtg. záření se spojitým spektrem vzniká při prudkém zabrzdění urychlených elektronů.

Více

Vývěvy s transportem molekul z čerpaného prostoru

Vývěvy s transportem molekul z čerpaného prostoru Vývěvy s transportem molekul z čerpaného prostoru Paroproudové vývěvy Molekuly plynu získávají dodatečnou rychlost ve směru čerpání prostřednictvím proudu pracovní látky(voda, pára, plyn). Většinou je

Více

Fyzikální vzdělávání. 1. ročník. Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník. Implementace ICT do výuky č. CZ.1.07/1.1.02/02.0012 GG OP VK

Fyzikální vzdělávání. 1. ročník. Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník. Implementace ICT do výuky č. CZ.1.07/1.1.02/02.0012 GG OP VK Fyzikální vzdělávání 1. ročník Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník 1 Elektřina a magnetismus - elektrický náboj tělesa, elektrická síla, elektrické pole, kapacita vodiče - elektrický proud v látkách, zákony

Více

Plyn. 11 plynných prvků. Vzácné plyny. He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn Diatomické plynné prvky H 2, N 2, O 2, F 2, Cl 2

Plyn. 11 plynných prvků. Vzácné plyny. He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn Diatomické plynné prvky H 2, N 2, O 2, F 2, Cl 2 Plyny Plyn T v, K Vzácné plyny 11 plynných prvků He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn 165 Rn 211 N 2 O 2 77 F 2 90 85 Diatomické plynné prvky Cl 2 238 H 2, N 2, O 2, F 2, Cl 2 H 2 He Ne Ar Kr Xe 20 4.4 27 87 120 1 Plyn

Více

Zákony ideálního plynu

Zákony ideálního plynu 5.2Zákony ideálního plynu 5.1.1 Ideální plyn 5.1.2 Avogadrův zákon 5.1.3 Normální podmínky 5.1.4 Boyleův-Mariottův zákon Izoterma 5.1.5 Gay-Lussacův zákon 5.1.6 Charlesův zákon 5.1.7 Poissonův zákon 5.1.8

Více

Theory Česky (Czech Republic)

Theory Česky (Czech Republic) Q3-1 Velký hadronový urychlovač (10 bodů) Než se do toho pustíte, přečtěte si prosím obecné pokyny v oddělené obálce. V této úloze se budeme bavit o fyzice částicového urychlovače LHC (Large Hadron Collider

Více

Názvosloví Kvalita Výroba Kondenzace Teplosměnná plocha

Názvosloví Kvalita Výroba Kondenzace Teplosměnná plocha Názvosloví Kvalita Výroba Kondenzace Teplosměnná plocha Názvosloví páry Pro správné pochopení funkce parních systémů musíme znát základní pojmy spojené s párou. Entalpie Celková energie, příslušná danému

Více

Fyzikální chemie. Magda Škvorová KFCH CN463 magda.skvorova@ujep.cz, tel. 3302. 14. února 2013

Fyzikální chemie. Magda Škvorová KFCH CN463 magda.skvorova@ujep.cz, tel. 3302. 14. února 2013 Fyzikální chemie Magda Škvorová KFCH CN463 magda.skvorova@ujep.cz, tel. 3302 14. února 2013 Co je fyzikální chemie? Co je fyzikální chemie? makroskopický přístup: (klasická) termodynamika nerovnovážná

Více

12 DYNAMIKA SOUSTAVY HMOTNÝCH BODŮ

12 DYNAMIKA SOUSTAVY HMOTNÝCH BODŮ 56 12 DYNAMIKA SOUSTAVY HMOTNÝCH BODŮ Těžiště I. impulsová věta - věta o pohybu těžiště II. impulsová věta Zákony zachování v izolované soustavě hmotných bodů Náhrada pohybu skutečných objektů pohybem

Více

Ideální plyn. Stavová rovnice Děje v ideálním plynu Práce plynu, Kruhový děj, Tepelné motory

Ideální plyn. Stavová rovnice Děje v ideálním plynu Práce plynu, Kruhový děj, Tepelné motory Struktura a vlastnosti plynů Ideální plyn Vlastnosti ideálního plynu: Ideální plyn Stavová rovnice Děje v ideálním plynu Práce plynu, Kruhový děj, epelné motory rozměry molekul jsou ve srovnání se střední

Více

Test vlastnosti látek a periodická tabulka

Test vlastnosti látek a periodická tabulka DUM Základy přírodních věd DUM III/2-T3-2-08 Téma: Test vlastnosti látek a periodická tabulka Střední škola Rok: 2012 2013 Varianta: A Zpracoval: Mgr. Pavel Hrubý Mgr. Josef Kormaník TEST Test vlastnosti

Více

Otázky pro samotestování. Téma1 Sluneční záření

Otázky pro samotestování. Téma1 Sluneční záření Otázky pro samotestování Téma1 Sluneční záření 1) Jaká je vzdálenost Země od Slunce? a. 1 AU b. 6378 km c. 1,496 x 10 11 m (±1,7%) 2) Jaké množství záření dopadá přibližně na povrch atmosféry? a. 1,60210-19

Více

STEJNOSMĚRNÝ PROUD Nesamostatný výboj TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY.

STEJNOSMĚRNÝ PROUD Nesamostatný výboj TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY. STEJNOSMĚRNÝ PROUD Nesamostatný výboj TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY. Plyny jsou tvořeny elektricky neutrálními molekulami. Proto jsou za

Více

Typy molekul, látek a jejich vazeb v organismech

Typy molekul, látek a jejich vazeb v organismech Typy molekul, látek a jejich vazeb v organismech Typy molekul, látek a jejich vazeb v organismech Organismy se skládají z molekul rozličných látek Jednotlivé látky si organismus vytváří sám z jiných látek,

Více

Práce, energie a další mechanické veličiny

Práce, energie a další mechanické veličiny Práce, energie a další mechanické veličiny Úvod V předchozích přednáškách jsme zavedli základní mechanické veličiny (rychlost, zrychlení, síla, ) Popis fyzikálních dějů usnadňuje zavedení dalších fyzikálních

Více

Chemická kinetika. Chemické změny probíhající na úrovni atomárně molekulové nazýváme reakční mechanismus.

Chemická kinetika. Chemické změny probíhající na úrovni atomárně molekulové nazýváme reakční mechanismus. Chemická kinetika Chemická reakce: děj mezi jednotlivými atomy a molekulami, při kterých zanikají některé vazby v molekulách výchozích látek a jsou nahrazovány vazbami v molekulách nově vznikajících látek.

Více

Úvod. Povrchové vlastnosti jako jsou koroze, oxidace, tření, únava, abraze jsou často vylepšovány různými technologiemi povrchového inženýrství.

Úvod. Povrchové vlastnosti jako jsou koroze, oxidace, tření, únava, abraze jsou často vylepšovány různými technologiemi povrchového inženýrství. Laserové kalení Úvod Povrchové vlastnosti jako jsou koroze, oxidace, tření, únava, abraze jsou často vylepšovány různými technologiemi povrchového inženýrství. poslední době se začínají komerčně prosazovat

Více

TEPELNÉ JEVY. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Tercie

TEPELNÉ JEVY. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Tercie TEPELNÉ JEVY Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Tercie Vnitřní energie tělesa Každé těleso se skládá z látek. Látky se skládají z částic. neustálý neuspořádaný pohyb kinetická energie vzájemné působení

Více

metoda je základem fenomenologické vědy termodynamiky, statistická metoda je základem kinetické teorie plynů, na níž si princip této metody ukážeme.

metoda je základem fenomenologické vědy termodynamiky, statistická metoda je základem kinetické teorie plynů, na níž si princip této metody ukážeme. Přednáška 1 Úvod Při studiu tepelných vlastností látek a jevů probíhajících při tepelné výměně budeme používat dvě různé metody zkoumání: termodynamickou a statistickou. Termodynamická metoda je základem

Více

III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Pracovní list č.3 k prezentaci Křivky chladnutí a ohřevu kovů

III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Pracovní list č.3 k prezentaci Křivky chladnutí a ohřevu kovů Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0514 Číslo a název šablony klíčové aktivity III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Tematická oblast Strojírenská technologie, vy_32_inovace_ma_22_06 Autor

Více

- zabývá se pozorováním a zkoumáním vnitřní stavby neboli struktury (slohu) kovů a slitin

- zabývá se pozorováním a zkoumáním vnitřní stavby neboli struktury (slohu) kovů a slitin 2. Metalografie - zabývá se pozorováním a zkoumáním vnitřní stavby neboli struktury (slohu) kovů a slitin Vnitřní stavba kovů a slitin ATOM protony, neutrony v jádře elektrony v obalu atomu ve vrstvách

Více

Svafiování elektronov m paprskem

Svafiování elektronov m paprskem Svafiování elektronov m paprskem Svařování svazkem elektronů je proces tavného svařování, při kterém se kinetická energie rychle letících elektronů mění na tepelnou při dopadu na povrch svařovaného materiálu.

Více

METALOGRAFIE II. Oceli a litiny

METALOGRAFIE II. Oceli a litiny METALOGRAFIE II Oceli a litiny Slitiny železa, uhlíku a popřípadě dalších prvků se nazývají oceli a litiny. Oceli jsou slitiny železa obsahující do 2,14 hm. % uhlíku, litiny s obsahem uhlíku nad 2,14 hm.

Více

Třífázové trubkové reaktory se zkrápěným ložem katalyzátoru. Roman Snop

Třífázové trubkové reaktory se zkrápěným ložem katalyzátoru. Roman Snop Třífázové trubkové reaktory se zkrápěným ložem katalyzátoru Roman Snop Charakteristika Zkrápěné reaktory jsou nejvhodněji aplikovatelné na provoz heterogenně katalyzovaných reakcí. Nacházejí uplatnění

Více

VEDENÍ ELEKTRICKÉHO PROUDU V LÁTKÁCH

VEDENÍ ELEKTRICKÉHO PROUDU V LÁTKÁCH VEDENÍ ELEKTRICKÉHO PROUDU V LÁTKÁCH Jan Hruška TV-FYZ Ahoj, tak jsme tady znovu a pokusíme se Vám vysvětlit problematiku vedení elektrického proudu v látkách. Co je to vlastně elektrický proud? Na to

Více

Atomové jádro, elektronový obal

Atomové jádro, elektronový obal Atomové jádro, elektronový obal 1 / 9 Atomové jádro Atomové jádro je tvořeno protony a neutrony Prvek je látka skládající se z atomů se stejným počtem protonů Nuklid je systém tvořený prvky se stejným

Více

Přednáška 3. Napařování : princip, rovnovážný tlak par, rychlost vypařování.

Přednáška 3. Napařování : princip, rovnovážný tlak par, rychlost vypařování. Přednáška 3 Napařování : princip, rovnovážný tlak par, rychlost vypařování. Realizace vypařovadel, směrovost vypařování, vypařování sloučenin a slitin, Vypařování elektronovým svazkem a MBE Napařování

Více

ELEKTRICKÝ PROUD ELEKTRICKÝ ODPOR (REZISTANCE) REZISTIVITA

ELEKTRICKÝ PROUD ELEKTRICKÝ ODPOR (REZISTANCE) REZISTIVITA ELEKTRICKÝ PROD ELEKTRICKÝ ODPOR (REZISTANCE) REZISTIVITA 1 ELEKTRICKÝ PROD Jevem Elektrický proud nazveme usměrněný pohyb elektrických nábojů. Např.:- proud vodivostních elektronů v kovech - pohyb nabitých

Více

Metody analýzy povrchu

Metody analýzy povrchu Metody analýzy povrchu Metody charakterizace nanomateriálů I RNDr. Věra Vodičková, PhD. Povrch pevné látky: Poslední monoatomární vrstva + absorbovaná monovrstva Ovlivňuje fyzikální vlastnosti (ukončení

Více

Gymnázium Jiřího Ortena, Kutná Hora

Gymnázium Jiřího Ortena, Kutná Hora Předmět: Náplň: Třída: Počet hodin: Pomůcky: Chemie (CHE) Obecná chemie, anorganická chemie 2. ročník a sexta 2 hodiny týdně Školní tabule, interaktivní tabule, tyčinkové a kalotové modely molekul, zpětný

Více

VÝUKOVÝ MATERIÁL. 0301 Ing. Yvona Bečičková Tematická oblast

VÝUKOVÝ MATERIÁL. 0301 Ing. Yvona Bečičková Tematická oblast VÝUKOVÝ MATERIÁL Identifikační údaje školy Vyšší odborná škola a Střední škola, Varnsdorf, příspěvková organizace Bratislavská 2166, 407 47 Varnsdorf, IČO: 18383874 www.vosassvdf.cz, tel. +420412372632

Více

U = E a - E k + IR Znamená to, že vložené napětí je vyrovnáváno

U = E a - E k + IR Znamená to, že vložené napětí je vyrovnáváno Voltametrie a polarografie Princip. Do roztoku vzorku (elektrolytu) jsou ponořeny dvě elektrody (na rozdíl od potenciometrie prochází obvodem el. proud) - je vytvořen elektrochemický článek. Na elektrody

Více

Přednáška 2. Martin Kormunda

Přednáška 2. Martin Kormunda Přednáška 2 Objemové procesy Difuze Tepelná transpirace (efuze) Přenos energie Proudění plynů : proud plynu, vakuová vodivost, vodivost otvoru, potrubí. Proudění plynu netěsnostmi Difuze plynu Veškeré

Více

Vojtěch Hrubý: Esej pro předmět Seminář EVF

Vojtěch Hrubý: Esej pro předmět Seminář EVF Vojtěch Hrubý: Esej pro předmět Seminář EVF Plazma Pod pojmem plazma většinou myslíme plynné prostředí, které se skládá z neutrálních částic, iontů a elektronů. Poměr množství neutrálních a nabitých částic

Více

Plazma. magnetosféra komety. zbytky po výbuchu supernovy. formování hvězdy. slunce

Plazma. magnetosféra komety. zbytky po výbuchu supernovy. formování hvězdy. slunce magnetosféra komety zbytky po výbuchu supernovy formování hvězdy slunce blesk polární záře sluneční vítr - plazma je označována jako čtvrté skupenství hmoty - plazma je plyn s významným množstvím iontů

Více

KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ A CHEMIE. 123TVVM transport vodní páry

KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ A CHEMIE. 123TVVM transport vodní páry KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ A CHEMIE 123TVVM transport vodní páry TRANSPORT VODNÍ PÁRY PORÉZNÍM PROSTŘEDÍM: Ve vzduchu obsažená vodní pára samovolně difunduje do míst s nižším parciálním tlakem až

Více

HLINÍK A JEHO SLITINY

HLINÍK A JEHO SLITINY HLINÍK A JEHO SLITINY Označování hliníku a jeho slitin dle ČSN EN a) Označování hliníku a slitin hliníku pro tváření dle ČSN EN 573-1 až 3 Tyto normy platí pro tvářené výrobky a ingoty určené ke tváření

Více

16. Franck Hertzův experiment

16. Franck Hertzův experiment 16. Franck Hertzův experiment Zatímco zahřáté těleso vysílá spojité spektrum elektromagnetického záření, mají např. zahřáté páry kovů nebo plyny, v nichž probíhá elektrický výboj, spektrum čárové. V uvedených

Více

MIKROPORÉZNÍ TECHNOLOGIE

MIKROPORÉZNÍ TECHNOLOGIE MIKROPORÉZNÍ TECHNOLOGIE Definice pojmů sdílení tepla a tepelná vodivost Základní principy MIKROPORÉZNÍ TECHNOLOGIE Definice pojmů sdílení tepla a tepelná vodivost Co je to tepelná izolace? Jednoduše řečeno

Více

3. NEROVNOVÁŽNÉ ELEKTRODOVÉ DĚJE

3. NEROVNOVÁŽNÉ ELEKTRODOVÉ DĚJE 3. NEROVNOVÁŽNÉ ELEKTRODOVÉ DĚJE (Elektrochemické články kinetické aspekty) Nerovnovážné elektrodové děje = děje probíhající na elektrodách při průchodu proudu. 3.1. Polarizace Pojem polarizace se používá

Více

Elektronová Mikroskopie SEM

Elektronová Mikroskopie SEM Elektronová Mikroskopie SEM 26. listopadu 2012 Historie elektronové mikroskopie První TEM Ernst Ruska (1931) Nobelova cena za fyziku 1986 Historie elektronové mikroskopie První SEM Manfred von Ardenne

Více

Svařování svazkem elektronů

Svařování svazkem elektronů Svařování svazkem elektronů RNDr.Libor Mrňa, Ph.D. 1. Princip 2. Interakce elektronů s materiálem 3. Konstrukce elektronové svářečky 4. Svařitelnost materiálů, svařovací parametry 5. Příklady 6. Vrtání

Více

TERMOMECHANIKA 15. Základy přenosu tepla

TERMOMECHANIKA 15. Základy přenosu tepla FSI VUT v Brně, Energetický ústav Odbor termomechaniky a techniky prostředí Prof. Ing. Milan Pavelek, CSc. TERMOMECHANIKA 15. Základy přenosu tepla OSNOVA 15. KAPITOLY Tři mechanizmy přenosu tepla Tepelný

Více

Metody využívající rentgenové záření. Rentgenovo záření. Vznik rentgenova záření. Metody využívající RTG záření

Metody využívající rentgenové záření. Rentgenovo záření. Vznik rentgenova záření. Metody využívající RTG záření Metody využívající rentgenové záření Rentgenovo záření Rentgenografie, RTG prášková difrakce 1 2 Rentgenovo záření Vznik rentgenova záření X-Ray Elektromagnetické záření Ionizující záření 10 nm 1 pm Využívá

Více

Chemie. Mgr. Petra Drápelová Mgr. Jaroslava Vrbková. Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou

Chemie. Mgr. Petra Drápelová Mgr. Jaroslava Vrbková. Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou Chemie Mgr. Petra Drápelová Mgr. Jaroslava Vrbková Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou CHEMICKÁ VAZBA VY_32_INOVACE_03_3_07_CH Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou CHEMICKÁ VAZBA Volné atomy v přírodě

Více

Výukové texty pro předmět Měřící technika (KKS/MT) na téma Podklady k principu měření hodnoty ph a vodivosti kapalin

Výukové texty pro předmět Měřící technika (KKS/MT) na téma Podklady k principu měření hodnoty ph a vodivosti kapalin Výukové texty pro předmět Měřící technika (KKS/MT) na téma Podklady k principu měření hodnoty ph a vodivosti kapalin Autor: Doc. Ing. Josef Formánek, Ph.D. Podklady k principu měření hodnoty ph a vodivosti

Více