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      任何材料的新鮮表面能夠不斷地吸附氣體,直到飽和為止,這種吸附現(xiàn)象可根  據(jù)作用力的形式分為物理吸附和化學(xué)吸附。物理吸附是由范德瓦耳斯力產(chǎn)生,類似  于氣體的液化,最低的吸附能量E稱為吸附熱(在數(shù)值上等于分子脫離表面時必  須克服的位壘高度E),一般在10kcal/mol(1kcal=4.18kJ)以下,吸附是可逆  的,氣-固分子間不會出現(xiàn)電子轉(zhuǎn)移或波函數(shù)的重疊等現(xiàn)象  圖1-3所示為分子被吸附在表面上時的吸附位能曲線。曲線A的位能阱和曲線  B的位能阱有一個能量位壘,用E表示。到達曲線A的位能阱的原子或分子可能  越過這個位壘并落入曲線B的位能阱中,曲線B的位能阱有很強的束縛力,使落  入其中的分子解離導(dǎo)致化學(xué)吸附?；瘜W(xué)吸附類似于形成化合物,有電子交換,其吸  附熱較高,分子脫離表面時必須克服的位壘高度為E,一般大于10kcal/mol,最  高可達2000kcal/mol?；瘜W(xué)吸附是不可逆現(xiàn)象,在室溫下脫附過程緩慢,由于化  學(xué)吸附的作用力的距離很短(0.1~0.3m),吸附力只限于分子直徑內(nèi)的范圍內(nèi)

所以不可能發(fā)生多層吸附,并且只能在氣固組合之  間的固體一定位置上發(fā)生,該位置一般稱為吸附位

(或吸附中心)  材料對氣體分子的吸附與解吸對于超高真空獲  得有著非常重要意義,利用各類吸氣劑材料,例如  活性炭、硅膠、活性氧化鋁、分子篩以及鋇、錯、器  仗等活性金屬制作清潔的吸氣劑泵,另一方面,材  料的放氣直接影響到獲得高真空、超高真空抽氣時  間。不考慮漏氣的條件下,高真空、超高真空的抽  氣時間主要由材料的放氣速率決定,一般材料的放  距表面的距離  氣速率呈指數(shù)衰減,使得抽氣時間也隨之呈指數(shù)延  長,而將系統(tǒng)內(nèi)的大氣抽到低真空并不需要很久  圖1-3物理吸附和化學(xué)
吸附位能曲線
時間  A一物理吸附能曲線  為了研究各種材料對不同氣體的吸附作用,單  B一化學(xué)吸附能曲線
位面積材料表面在單位時間內(nèi)吸附的分子數(shù)稱為吸
附速率,單位為個/(m3·s)。影響吸附速率大小的因素有下列幾種  (1)氣體分子對表面的碰撞頻度顯然,吸附速率up正比于碰撞頻度Tn,即
n2=a[個/(m3·s)]  (1-28)
(2)激活能活性化學(xué)吸附中,只有那些能量高于化學(xué)吸附激活能的分子才能被吸附,非化學(xué)活性吸附或物理吸附,不需要激活能,即分子原有能量在碰撞時能充分散失掉,否則分子仍有足夠動能飛回空間
(3)表面覆蓋度在化學(xué)吸附中,氣體分子必須與表面分子相接觸,也就是說只有碰撞在表面的“吸附空位”上的分子才能實現(xiàn)吸附。碰撞在其他被吸附的分子上,一般認為大部分返回到空間或形成弱吸附的第二層,弱吸附分子通過表面遷移,找到吸附空位形成化學(xué)吸附,亦可能停留在第二層不久,立即脫附返回到空間去。因而化學(xué)吸附隨表面覆蓋度0的增,高吸附概率越來越小。物理吸附的吸附概率也隨覆蓋度變化,主要是吸附在表面分子上和吸附在以后各層分子上的吸附熱不同之故
(4)吸附成功率上式中比例系數(shù)a為吸附成功率(對于物理吸附稱為吸附概  率,化學(xué)吸附稱為黏附概率)。分子即使具有閱值能量,并且碰撞在吸附空位上  能否被吸附還取決于碰撞機制當(dāng)空間分子熱運動以平均動能接近固體表面時,開  始受到范德瓦耳斯力吸引而落入第一個淺位阱Ep(見圖1-3)之中,這時放出一部  分能量(吸附熱)形成物理吸附。如果進入位阱E后能再克服化學(xué)吸附的激活能  E.(即化學(xué)吸附活化能),解離成原子態(tài)進入深位阱Ec之中,這時放出較大能量  (化學(xué)吸附