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Institut für Energie- und Klimaforschung

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Knudsen-Effusions-Massen-Spektrometer

Mit der Methode der Knudsen-Effusionsmassenspektrometrie (KEMS) ist es möglich durch Verdampfungsuntersuchungen chemische Gleichgewichte zwischen einer kondensierten Phase und der zugehörigen Gasphase zu untersuchen. Die durch die Verdampfungsmessungen zu untersuchende Probe befindet sich in einer Knudsenzelle. Die Knudsenzelle ist ein Behälter, dessen Deckel mit einer kleinen Bohrung, der Effusionsöffnung versehen ist. Die Zusammensetzung der gasförmigen Spezies repräsentiert den Gleichgewichtszustand in der Zelle. Das heißt, dass genau so viele Moleküle von der Probenoberfläche verdampfen oder sublimieren wie aus der Gasphase kondensieren. Durch die Knudsenzelle entweicht ein Teil der gasförmigen Spezies und bildet einen Molekularstrahl. Dieser Molekularstrahl wird anschließend in einer Ionenquelle durch Elektronenstoßionisation ionisiert. Die ionisierten Teilchen können dann identifiziert sowie quantitativ analysiert werden. Mit Hilfe der KEMS lassen sich Gleichgewichtspartialdrücke von etwa 10-7  Pa bis 10 Pa bestimmen, aus denen sich thermodynamische Daten der Gasphase und der kondensierten Phase wie beispielsweise die Bildungsenergie von Molekülen oder die chemischen Aktivitäten berechnen lassen.

IonenquelleIonenquelle

Knudsen- EffusionsmassenspektrometerKnudsen- Effusionsmassenspektrometer

Technische Daten
• Temperaturbereich: bis 2800 K
• Vakuum in der KEMS: 10-6 -10-8 mbar
• Partialdruckbestimmung: 10-8 – 10 Pa
• Identifizierung von Gasspezies


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