腐食概論:腐食の基礎

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  【仕事関数】

 仕事関数(work function)は,物質表面から 1個の電子を無限遠まで取り出すのに必要な最小エネルギーと定義されている。
 原子の軌道電子は,熱,光の吸収,原子やイオンなどの衝突で励起され,電子軌道から飛び出る。この励起電子は,様々の電子軌道(エネルギー準位)から出てくるが,定義により,その中で最小のものが仕事関数となる。
 
 仕事関数の値は,原子の種類,金属結晶の面方位,表面構造,さらには他の原子の吸着などの表面状態の影響を強く受ける。いいかえれば,仕事関数は表面の電子状態に強く依存している量である。
 
 実験的には,ケルビン法(振動容量法),熱電子放出や光電子放出実験などで測定される。例えば,熱電子放出強度を I ,仕事関数 W とすると,
 
     I = α・T 2・e(-W /kT)
 
 の関係が成り立つ。ここで,α 定数,T 温度,k ボルツマン定数である。
 すなわち,熱電子放出強度とその温度依存性を測定すれば仕事関数を求めることができる。

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