3.0. Общая характеристика

Газы, находящиеся на поверхности, поглощенные материалом или содержащиеся в нем в виде объемных включений (например, в порах или трещинах), называются связанными. Связанные газы могут переходить в свободное состояние и повышать давление в замкнутом объеме, возможен и обратный процесс — переход газов из свободного состояния в связанное.

Вследствие растворения и диффузии газов в твердых телах возможно проникновение газов из окружающей среды внутрь сосудов через их стенки 1).

Твердые тела всегда содержат некоторое количество газов, которые выделяются при определенных условиях. Количество и род выделенного (или поглощенного) газа зависит от свойств материала и его термовакуумной «истории». Процессы сорбции и десорбции определяются свойствами материала и параметрами окружающей среды (температурой, давлением и др.).

Сорбция и десорбция газов

В понятие сорбции входят адсорбция, т. е. явление прилипания частиц газа к поверхности твердого тела под действием молекулярных сил притяжения, и абсорбция — явление проникновения частиц газа внутрь твердого или жидкого тела. Если концентрация газа внутри тела меньше равновесной, то газ, адсорбированный на поверхности, может переходить внутрь тела (под его поверхность), превращаясь в абсорбированный газ.

В металлах, например, с повышением температуры абсорбция растет, тогда как адсорбция уменьшается. Адсорбция газов проявляется отчетливо уже при комнатной температуре и интенсифицируется с понижением температуры по мере приближения к точке конденсации. Различные металлы по-разному ведут себя в отношении адсорбции и абсорбции тех или иных газов.

Десорбция — это явление, обратное сорбции; оно состоит в освобождении сорбированных газов. Основной причиной десорбции является повышение температуры, вызывающее усиленные тепловые колебания молекул материала. Десорбция может также происходить под влиянием других факторов, например в результате бомбардировки поверхности электронами или ионами, вследствие механического трения, под действием электромагнитного излучения соответствующей длины волны и т. п.

1) Явление проникновения газа не следует путать с обычным протеканием газа через неплотности (негерметичности) в стенках, возникающие вследствие недоброкачественности соединений, образования щелей и т. п.