Abstract
The contamination structure and process on SUS 316 under various exposure conditions were investigated using x-ray photoelectron spectroscopy. The metal-oxide, metal-H-oxides, CO, COH, and $C_xH_y$ are the main components of contaminants on the SUS surface. The compositional profiles of the contaminants are shown to be $C_xH_y$/CO(COH)/metal-oxide on SUS. The contamination proceeds in two steps. The oxidation of the metallic constituents followed by adsorption of hydrocarbons. Under UHV conditions the contamination is mainly due to the oxidation, and, as the exposure time increases, the oxidation continues. In HV or higher pressure, most of the oxides are formed almost immediately after exposure and as the exposure time increases the contamination of hydrocarbons continues to grow. For the SUS sample exposed to atmosphere, the metal oxide is distributed deep inside the surface with an exponentially decreasing concentration, and its thickness is nearly in the order of photoelectron mean free path. It is also seen that the Fe oxide is segregated over Cr oxide in the highly oxidized samples.
SUS 316 합금의 노출 조건에 따른 오염 과정과 구조를 x-ray photoelectron spectroscopy실험을 통해 보았다. SUS표면에 부착된 오염 물질은 주로 metal-oxide, metal-H-oxide, CO, COH, 그리고 CxHy임을 보았다. 오염 물질의 층별 형성 구조는 $C_xH_y$/CO(COH)/metal-H-oxide/metal-oxide가 SUS합금 위에 있는 형태이다. 오염 과정은 주로 금속 구성물의 산화와 $C_xH_y$의 흡착과정 두 가지에 의해서 이루어지는 것을 볼 수 있 었다. 초고진공 환경에서는, 오염은 주로 산화층 형성에 의한 것으로 노출 시간이 증가함에 따라 산화층의 두께가 계속 증가하였다. 고진공 또는 높은 압력 환경에서는 노출 초기에 대 부분의 산화층이 형성되고, 노출 시간의 증가에 대해서는 주로 $C_xH_y$에 의한 오염이 계속 증 가하였다. 스테인레스 표면 안에 깊이 분포하고 있는 metal-oxide의 농도는 지수형으로 감 소하는 형태의 분포를 가지며 그 두께는 대기 노출된 시료의 경우 광전자의 평균자유행로 규모로 형성되는 것을 보았고, 특히 Fe-oside가 Cr-oxide를 덮고 있는 표면 편석 현상이 보 였다.
