表面解析手段としての濡れ性測定

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本研究は溶融金属による固体の濡れ性の結果から固体の表面の構造変化を追跡することを目的とする。得られた結果は以下のようにまとめられる。あらかじめ水素をその表面に吸着させたダイヤモンドの溶融純Snによる濡れ性の温度変化を測定した。濡れ性はダイヤモンドの表面方位に依存するのみならず、それ以上に水素の吸着、脱離によって影響されることがあきらかとなった。溶融純Snとダイヤモンドとの接触角は、融点から1000K近傍までは160°以上の高い値を維持し1000K〜1150K近傍で急激に減少し、以後回復し、1750K以上ではさらに高い値を示した。このような濡れ性(接触角)の変化はこれまで他の測定方法で得られた水素脱離温度の結果と良い対応を示した。ダイヤモンド表面の水素の脱離温度は、これまで2,3の測定者によって報告されており、いずれも脱離温度はダイヤモンドの表面方位に依存し、その温度は1073K〜1273Kの間であるとされている。また、ダイヤモンドは黒鉛の準安定相で、高温では黒鉛化することが知られているが、本研究で得られた1750K以上での接触角の増大は表面の黒鉛化に対応するものと考えられる。比較実験として同一条件で、溶融Snと黒鉛との接触角の測定を行ったが、結果は良い一致を示した。また、溶融純In,Gaと固体酸化物単結晶(Al_2O_3,MgO)の濡れ性の測定も行い、この場合には水分の吸着、脱離が濡れ性に大きな影響を示していることが明らかとなった。