ИЗУЧЕНИЕ КИНЕТИКИ ТЕРМОЛИЗА И ИСПАРЕНИЯ
ТОНКИХ СЛОЕВ ВЕЩЕСТВА
Многочисленные исследования по скоростному нагреву тонких пленок различных веществ показали существование предельно достижимых температур перегрева, соответствующих верхней границе термостабильности конденсированных веществ, что противоречит известному уравнению Аррениуса. За счет высокой скорости разогрева образцов в наших экспериментах достигались состояния вещества при нормальном давлении, достаточно близкие к спинодали конденсированной фазы (крайнее метастабильное состояние вещества). Это сопровождалось резкой активацией процесса терморазложения вещества с его переходом в газовую фазу и уменьшением наблюдаемого "времени жизни" t. Предельная температура T достижимого перегрева определялась как величина, при которой изучаемая зависимость lg(1/t)=f(1/T) асимптотически стремиться к бесконечности. Экспериментальные значения предельной температуры перегрева использовались далее при рассмотрении вида фазовой диаграммы веществ вблизи линии спинодали в рамках полуэмпирической модели уравнения состояния. Для примера на графике приведены результаты измерений "времени жизни" тонких пленок некоторых веществ в зависимости от достижимой в эксперименте температуры перегрева T.
Кривые слева направо: нафталин, вода, этиловый спирт.
T - температура (0К), t - время (с)
При анализе этих графиков, построенных в координатах lg(1/t), (1/T), следует иметь ввиду, что тангенс угла наклона прямолинейных участков графиков должен соответствовать теплоте испарения в уравнении Кнудсена-Ленгмюра для скорости испарения низкомолекулярных жидкостей. Для термолиза линейных полимеров тангенс угла наклона графиков в той же системе координат соответствует энергии активации в уравнении Аррениуса. Поэтому, величина отрезка, отсекаемого продолжением прямолинейного участка на оси ординат, дает известное значение предэкспоненциального множителя в уравнении Арениуса.
Для более подробной информации о методах проведения эксперимента см. наши публикации:
1. Юндев Д.Н., Лаш А.А., Шленский О.Ф. и др. Применение тепловизионной и киносъемочной техники для изучения кинетики термолиза и испарения тонких слоев вещества // Теплофизика Высоких Температур, т.27, №2, 1989. - с.369-373.
2. Рогаткин Д.А., Шленский О.Ф, Юндев Д.Н. К вопросу о применении тепловизионной техники для изучения кинетики термолиза и испарения тонких слоев вещества // Теплофизика Высоких Температур, т.34, №5, 1996. - с.823-824.
3. Юндев Д.Н., Рогаткин Д.А., Моисеева Л.Г. Оптический интерференционный метод исследования кинетики термолиза и испарения тонкого слоя вещества при воздействии ультразвука // Теплофизика Высоких Температур, т.36, №1, 1998. - с.161-164.