Диффузия легирования

Легирование титаном или ниобием. Легирование аустенитных сплавов небольшими количествами элементов, обладающих большим сродством к углероду, чем хром, предотвращает диффузию углерода к границам зерен. Уже имеющийся здесь углерод взаимодействует с титаном или ниобием, а не с хромом. Сплавы такого рода называют стабилизированными (например, марки 321, 347, 348). Они не проявляют заметной склонности к межкристаллитной коррозии после сварки или нагрева до температур сенсибилизации. Наилучшей стойкости к межкристаллитной коррозии при нагреве сплава до температур, близких к 675 °С, достигают в результате предварительной стабилизирующей термической обработки в течение нескольких часов при 900 °С [14, 19]. Эта обработка эффективно способствует переходу имеющегося углерода в стабильные карбиды при температурах, при которых растворимость углерода в сплаве ниже, чем при обычно более высокой температуре закалки. [c.307]

Значения параметров и Е показаны в табл. 2.10, из которой видно, что энергия активации диффузии для легированной стали выше, чем для углеродистой. Здесь, возможно, сказывается тормозящее действие никеля. Оо и Е. снижаются с увеличением напряжений в образцу. При более высоких температурах уровень напряжений практически не оказывает влияния на параметры диффузии, поскольку для различных материалов с увеличением температуры коэффициент диффузии стремится к одному предельному значению. [c.116]

Тамман установил, что коррозионная стойкость полностью гомогенных твердых растворов в отсутствие заметной диффузии при легировании менее устойчивого металла более устойчивым изменяется не непрерывно, а скачками (рис. 225). Резкое изменение коррозионной стойкости происходит, когда концентрация легирующего элемента достигает атомной доли, или величины, кратной этому числу, т. е. 8, % и т. д. атомной доли — правило п18 Таммана. [c.327]

Большой интерес представляет процесс диффузии углерода, обычно направленный в сторону металла шва аустенитного класса. Протяженность зоны диффузии невелика. Изменение механических свойств в зоне науглероживания определяется характером сплавов (рис. 27. 5, 5 и 4) и Уд, т. е. долей менее легированного (основного) металла. На процесс диффузии (науглероживание) влияют карбидообразующие элементы хром, ниобий, титан и др. [c.379]

На поверхности твердого вещества, в том числе внутренней, диффузия должна быть выражена более сильно из-за меньшего числа соседей у диффундирующего атома на поверхности, чем в объеме. Таким образом, межкристаллитные границы — это также и каналы для диффузионного перераспределения компонентов поликристаллического материала, в том числе основного (металла) и универсальной примеси (дефектов решетки). Примесные атомы на межкристаллитной границе могут облегчать или затруднять диффузию. Легирование металлов часто направлено на регулиро- [c.591]

Наиболее склонны к водородной хрупкости углеродистые стали, подвергнутые термообработке, приводящей к образованию мартенситной структуры, и легированные мартенситные стали (12—13% Сг). Аустенитные стали, в которых диффузия водорода затруднена, хорошо сопротивляются водородной коррозии в большинстве сред. [c.454]

Применение для оборудования водородных установок легированных сталей, содержащих Сг, Мо, Ш, V и другие элементы, способствует уменьшению скорости диффузии водорода и практически устраняет процесс обезуглероживания стали и ухудшение ее свойств [17]. Большое значение имеет структура поверхности металла. [c.19]

К недостаткам ампульного метода следует отнести цикличность процесса диффузии, связанную с необходимостью отпайки и вскрытия ампул, а также невозможность регулировки давления пара диффузанта, поскольку пластина и диффузант находятся в зоне постоянной температуры. Кроме того, при высоких уровнях легирования наблюдается эрозия поверхности кремния из-за образования промежуточных фаз. [c.158]

Прибор работает нормально до тех пор, пока время диффузии носителей через базу меньше периода колебаний переменного сигнала. Поэтому а должно быть меньше I. В легированном германии, например, I 10 - см. Поэтому а равно ие более 10 3 см. [c.462]

Анализ подобных кривых позволяет определить характеристики не только диффузии, но и межфазного переноса зарядов, а именно, коэффициенты переноса катодной а и анодной /9 реакций и константу скорости к . (Модельный способ компьютерной обработки поляризационных кривых алмазных электродов для определения их кинетических характеристик продемонстрирован в работе [148]). Качественно, чем менее обратима электродная реакция, тем больше разность потенциалов катодного и анодного максимумов тока АЕ . Согласно теории [142, 143], для обратимой одноэлектронной реакций АЕ = 56 мВ, независимо от концентрации реагента и скорости развертки потенциала. Для трех первых реакций (рис. 25) эта величина составила, соответственно, 88, 72 и 65 мВ [144, 149] следовательно, на относительно сильно легированном поликристаллическом электроде они протекают в режиме квазиобратимой [c.47]

В третьем обзоре рассмотрено влияние растворения и диффузии водорода иа обезуглероживание сталей при повышенных температурах и давлении закономерности процесса водородной коррозии основы легирования для защиты сталей механизм обезуглероживания стали при повышенных температурах и давлениях. [c.4]

По мере развития П. т. все большее значение приобретает геттерирование, сущность к-рого заключается в создании вне активной области структуры т.наз. стока, или геттер а,-области, где р-римость загрязняющих, быстро диффундирующих, рекомбинационно-активных примесей (Аи, Си, Ре) намного выше, чем в др. областях. В результате возникает градиент концентрации примесей, к-рый обусловливает их диффузию в сторону стока. Чаще всего сток создают на обратной стороне подложки, напр, диффузией Р с высокой концентрацией, мех. нарушением пов-сти подложки, легированием тяжелыми ионами с целью аморфизации 81, рекристаллизацией приповерхностного слоя 81 под действием лазерного излучения. Геттерирование обычно проводят в конце технол. цикла или повторяют его неоднократно. [c.557]

Базовый монокристаллический полупроводник (Ое, 81 или ОаАз) с определенным типом проводимости, в котором тем или иным способом (сплавлением, диффузией, ионным легированием и др.) образована область с другим типом проводимости, вместе с двумя внешними контактами образует полупроводниковый диод с вольт-амперной характеристикой типа (1.37). Соответственно кристалл с двумя /7-и-переходами и тремя внешними выводами (эмиттер, база, коллектор) образует биполярный транзистор. [c.28]

Растворимость алюминия в суль де цинка составляет 0,5 ат. % при 1000° [28] и 1 ат. % при 1100° [29]. Путем диффузии в селенид цинка было введено более 0,1% А1 при 1050° [30]. Максимальная растворимость алюминия при легировании селенида путем диффузии из сплава Zn—Al достигала 1,5 ат. % при 1000°. Но при комнатной температуре монокристаллы с концентрацией даже 0,5 ат. % А1 были неоднородны и содержали фазу на основе селенида алюминия, насыщенную цинком [31]. [c.35]

Кристаллы карбида кремния выращивают при 2500° в графитовых тиглях при легировании азотом получается материал п-типа. р — п-Переход создается путем диффузии акцепторов (бор, алюминий) при 2200°. Разработаны также методы жидкофазной эпитаксии карбида кремния из растворов-расплавов в различных металлах (например, в кремнии) при температуре выше 1500°. Сложная и трудоемкая высокотемпературная технология получения кристаллов и р — п-переходов на карбиде кремния делает этот материал очень дорогим, по сравнению с соединениями А В . Однако карбид кремния отличается очень высокой химической и механической стойкостью, а светодиоды на его основе — отсутствием спада яркости в процессе эксплуатации в течение 25 ООО ч даже при 200—400° при плотности тока 20 А см [до с. 61 — 67]. [c.150]

Из рассмотрения кинетики электродных процессов известно, что наличие катодных составляющи.х в бол.ьшинстве случаев приводит к усиленной коррозии сплавов или, в случае коррозии металлов с кислородной депо 1Я])нзацисй при диффузи(Знном контроле, оказывает малое в.шянне. Однако исследования И. Д, Томашова и Г. И. Черновой показали, что возможно облегчение наступления пассивного состояния хромоникелевой нержавеющей стали при легировании ее небольшими присадками [c.66]

При легировании коррозионно-неустойчивого металла атомами металла устойчивого, в данной агрессивной среде, при условии, что оба компонента дают твердый раствор, и при отсутствии в сплаве заметной диффузии, полученный сплав приобретает химическую стойкость только при определенных соотношениях компонентов в сплаве. Эти определенные соотношения для таких двухкомпонентных твердых растворов вытекают нз так называемого правила границ устойчивости твердых раст1 оров, сформулированного Тамманом и выражающего зависимость между концентрацией твердого раствора и его коррозионной устойчивостью (так называемое правило п/8). [c.125]

Следует отметить некоторые физические особенности водорода, оппеде-ляющие дополнительные, специфические требования к конструкционным материалам. Водород обладает способностью проникать через толщу материала, в частности металлов, и с повышением давления и температуры диффузия водорода в металлы возрастает. Глубина проникания молекул водорода в кристаллическую решетку металла в большинстве случаев не превышает 4—6 мм, а при нагартовке материала может быть снижена до 2,0—1,5 мм. Для алюминия она достигает 15—30 мм, а при нагартовке снижается до 4—6 мм. Водородная диффузия в сталях практически полностью устраняется путем легирования с помощью хрома, молибдена, вольфрама и других элементов. [c.181]

КОН, следу ет уменьшить размер кристаллитов, имеюших более совершенное строение. В качестве технологических приемов, придающих углеродным волокнам дополнительную жесткость и прочность, используют легирование их бором с помощью диффузии из газовой фазы, облучение волокон нейтронами в атомном реакторе, введение в них перед пиролизом буры, а также вытягивание в процессах окисления и графитации. [c.71]

По измерению электропроводности скелетного никеля, легированного переходными металлами, установлено, что добавки в одних случаях увеличивают энергию связи водорода, в других увеличивают его подвижность. Содержание легко подвижного водорода находится в прямой зависимости от положения металла добавки в периодической системе элементов. Введение в никель элементов второй и третьей групп приводит к повышению содержания легко подвижного водорода, возрастанию скорости диффузии водорода. Металлы четвертой — шестой групп резко уменьшают количество легко подвижного водорода, тормозят диффузию водорода по поверхности. Металлы седьмой группы при малом содержапнн в сплаве увеличивают, при большом содержании снижают диффузию водорода. [c.207]

Особенность строения этого соединения, обладающего ромбической симметрией, - наличие шестичленного кольца А1815 018, составленного из шести кремневокислородных радикалов 810з. Кольцеобразная структура конгломерата этих радикалов, связанных ионной связью с железом и алюминием, обеспечивает высокую и стабильную адгезию. Кроме того, это соединение, относящееся к классу силикатов, обладает значительной стабильностью свойств и препятствует образованию интерметаллида, замедляя дальнейшую диффузию алюминия в стальную поверхность при получении покрытия и водорода при наводороживании в сероводородсодержащей среде. Легирование алюминиевого покрытия кремнием позволило снизить толщину наносимого слоя для обеспечения защиты в наводороживающих сероводородсодержащих средах по сравнению с покрытием без легирующих элементов. [c.66]

К химическому методу относится также контактное осажденгге металлов из раствора. Для листовых полуфабрикатов применяется горячий способ нанесения покрытий из расплавов цинка, олова, алюминия. Металлические покрытия должны обладать хорошей пластичностью. Пластичность покрытия определяется промежуточным слоем интерметаллидов, образующихся в результате реактивной диффузии. Для регулирования пластичности в расплавы вводятся добавки других металлов. В промышленности применяется также термодиффузионное поверхностное легирование сталей хромом, алюминием, кремнием и другими элементами с целью повышения их жаростойкости и коррозионной стойкости в агрессивных средах. Процесс проводится при высоких температурах из измельченной твердой или газовой фазы хлоридов или других соединений соответствующих металлов. [c.49]

Если с течением времени скорость коррозии стали, согласно данным Г. К- Берукштис и Г. Б. Кларка, замедляется, то в приморском районе Севера указанной закономерности не наблюдается. Своеобразное поведение легированных сталей в северной приморской атмосфере объясняется отсутствием необходимых условий для образования компактного защитного слоя из продуктов коррозии [59]. Вследствие влияния морских солей на поверхности металла образуется тонкая минерализованная влажная пленка, содержащая все соли морской воды. Вследствие облегчения диффузии кислорода к корродирующей поверхности металла при атмосферной коррозии преобладает кислородная деполяризация. Процесс ее в приморской зоне несколько отличается от деполяризации в обычных условиях, что вызвано наличием в составе воздуха таких деполяризаторов, как озон, йод, бром, а также депассиватора — хлора. [c.39]

Сложность и большое число явлений, обусловливающих повышенную коррозионную стойкость металлов в водороде, не позволяют в настоящее время сформулировать научно обоснованную теорию водородостойкого легирования, хотя отдельные вопросы этой проблемы уже достаточно изучены. Водородной хрупкости металлов, влиянию водорода на свойства сталей, состоянию водорода в решетке металла, растворимости и диффузии водорода в металлах и сплавах посвящено большое число работ. [c.114]

Одним из этапов процесса обезуглероживания является диффузия углерода в феррите. Известно, что легирование феррита хромом резко замедляет процессы диффузии в нем элементов внедрения, в частности, углерода. Поэтому можно предположить, что повышение водородостойкости хромистых сталей происходит не только за счет наличия в них стабильных карбидов, но и вследствие влияния хрома, растворенного в феррите, на скорость диффузии углерода. Для проверки этого предположения были поставлены специальные исследования и определено влияние отдельных легирующих элементов (вольфрама, ванадия, ниобия и титана) на длительную водородную стойкость стали с 0,16 - [c.157]

Характер поражения поверхности металла точечной коррозией зависит от степени легирования и режимов термической обработки, в частности, от температуры отпуска закаленной стали. Нами показано, что сталь 20X13 наиболее сильно из всех исслед/емых сталей поражается точечной коррозией из-за повышенного содержания углерода (0,22 %). Выделяющийся углерод при отпуске стали расходуется на образование карбидов, которые в результате собирательной диффузии хрома из близлежащих зон повышают гетерогенность структуры стали и тем самым увеличивают склонность ее к коррозионному поражению. Повышение степени легирования, особенно введение в сталь молибдена, несколько снижает ее склонность к точечной коррозии. Легирование стали 13Х12Н2МВФБА сильно карбидообразующими элементами, например ниобием, уменьшает восприимчивость к коррозионному поражению, так как образование карбидов ниобия способствует удержанию хрома в твердом растворе. [c.109]

При газовом азотировании образование на поверхности е-фазы происходит в результате диффузии и постепенного увеличения концентрации азота в твердом растворе. При ионном азотировании в образовании диффузионного слоя помимо обычного процесса диффузии участвует процесс обратного катодного распыления, в результате которого атомы материала катода, выбитые с поверхности, соединяются в плазме тлеющего разряда с азотом и оседают на поверхности образца, покрывая ее равномерным слоем е -фазы. Если материалом служит легированная сталь, явление катодного распыления усложняется. В начале процесса один из металлов удаляется быстрее другого, в результате чего на поверхности сплава образуется тонкий спой нового однородного соединения. Это позволяет предположить, что приобретение поверхностью образцов из стали 38Х2МЮА защитных свойств связано, кроме нитридного слоя какого-либо из легирующих элементов. [c.173]

Если диффузия компонентой сквозь окалину затруднена, первичные слои окалины оказывают защитное действие против дальнейшей Г. к. Это использ. для повышения жаростойкости материалов путем их легирования соответствующими компонентами (сталь легпруют гл. обр. Сг, А1, 80 или нанесением. защитных покрытий (хромированием). [c.116]

Слои окалины имеют поликристаллич. строение, поэтому скорость диффузии реагирующих в-в й, следовательно, кинетика Г. к. существенно различны при диффузии сквозь микрокристаллы (зерна) и по межзеренным границам. Диффузия сквозь микрокристаллы происходит в соответствии С законами Фика, и нарастание окалины характеризуется параболик, зависимостью от времени. В случае сильно легированных материалов на кинетику Г. к. влияет образование фаз сложных оксидов и др. соед., включающих легирующие элементы. Если эти фазы слабо пронищьемы для реагирующих в-в н образуют первичные слои окалины, Г. к. сильно замедляется. Это используют для создания жаростойких сплавов и защитных покрытий, причем в ходе коррозии тонкий поверхностный слой защищаемого мат ла оказывается сильно легированным. Сталь легируют Сг, N1, А1, 81 и др. Возможен другой крайний случай, когда в окалине образуется фаза сложного оксида с низкой т-рой плавления, к-рая в условиях Г. к. оказывается жидкой, что вызывает резкое ускорение процесса (т. наз. катастрофич. окисление). Так бывает, напр., при попадании на пов-сть лопаток турбин летучих или пылевидных продуктов сгорания топлива, содержащего примеси таких элементов, как или V. [c.466]

Очищенные пластины с выращенным на них эпитаксиальным слоем 81 или без него подвергают термич. обработке, включающей окисление, диффузию примесей или ионное легирование, отжиг пластины (в том случае, если примеси вводились ионным легированием), пиролитич. осаждение тонких пленок или их химическое осаждение из газовой фазы, гегтерирование. При реализации этих процессов осуществляется формирование активных областей и др. компонентов планарных структур. Вместе с тем термич. обработка приводит к возникновению мех. напряжений в пластине, вызывает образование дефектов, перераспределение примесей в объеме пластины и в приповерхностном слое. Чтобы уменьшить отрицат. последствия, термич. обработку проводят при сравнительно невысоких т-рах (ниже 900 °С), а для ускорения процесса применяют разл. способы, напр, окисление 81 проводят не в сухой, а во влажной среде при повыш. давлении. Для введения примесей все чаще вместо диффузии применяют ионное легирование (ионную имплантацию), к-рое по сравнению с диффузией обладает рядом преимуществ - универсальностью (возможность вводить практически любые в-ва в любую подложку), высокой воспроизводимостью, возможностью управлять профилем распределения примеси и изменять концентрацию вводимых примесей в широких пределах. [c.557]

Для создания р—га-перехода применяют два принципиально различающихся способа диффузию и эпитаксиальное наращивание . Суть первого состоит во внедрении, например, акцептора (цинка) из газовой фазы в поверхность моно-кристаллической подложки с проводимостью /г-типа. В настоящее время диффузию не используют как самостоятельный метод легирования, а применяют для изготовления светодиодов только в сочетании с эпитаксиальными методами. Последние заключаются в наращивании слоя вещества с проводимостью, например р-типа, на подложку (или предварительно выращенный на ней слой) с проводимостью га-типа. Для этого используют кристаллизацию вещества как из газовой, так и из жидкой фазы. Газофазная эпитаксия служит в настоящее время для получения твердых растворов типа Оэх.лАзлР и 1п1 дОад Р, а жидкофазная— для выращивания GaP и Alj. xGa>jAs. [c.147]

Кристаллические Т. т. могут бьггь в виде монокристаллов или поликристаллов. В большинстве областей техники используют поликристаллические Т. т., монокристаллы находят применение в электронике, произ-ве оптич. приборов, ювелирных изделий и т. д. Структурно-чувствит. св-ва Т. т., связанные с перемещением частиц и квазичастиц, а также магнитных и электрич. доменов и др. существенно зависят от типа и концентрации дефектов кристаллич. решетки. Равновесные собств. точечные дефекты (напр., вакансии, межузельные атомы) термодинамически обусловлены и играют важную роль в процессах диффузии и самодиффузии в Т. т. Это используется в процессах гомогенизации, рекристаллизации, легирования и др. Ряд практически важных св-в Т. т. зависит от др. видов структурных дефектов, имеющихся в кристаллах,-дислокаций, малоугловых и межзеренных границ, включений и т.д. [c.501]

Рассматривая процессы диффузии в монокристаллах германия, легируемых примесными элементами I или VIII групп периодической системы Менделеева (литий, медь, серебро, железо, никель), видно, что массоперенос в твердой фазе полупроводника значительно выравнивает неравномерное распределение примесей, возникшее на фронте кристаллизации. Например, при росте кристаллов германия радиусом Гк=15 мм со скоростью 1 к=1,8 mmImuh, легированного литием D = = 8,6-10 iej eK, при 800° С число Яед=50 и из рис. 67 можно наблюдать уменьшение радиальной неравномерности состава кристалла в процессе его роста. [c.202]

В промышленности полупроводниковые материалы легируют в основном примесями, которые имеют очень малые коэффициенты диффузии. Например, при легировании германия сурьмой, которая имеет при 800° С коэффициент диффузии D = 2-10 i м сек, число Пекле будет порядка 10 (гк=15 мм, W k = 2 mmImuh) и расчеты показывают, что в этом случае изменением парциальной плотности примеси в кристалле можно пренебречь. [c.202]

При окислении сплавов, легированных кремнием и алюминием, внутреннему окислению подвержены кремний и алюминий. Окислы алюминия концентрируются в более глубоких слоях подокалины. При 1150 С наряду с граничной достаточно интенсивно протекает объемная диффузия кислорода, что приводит к образованию окислов алюминия и кремния в зернах металла (рис. 54, /) и значительному обеднению этими элементами слоя подокалины. С понижением температуры объемная диффузия кислорода замедляется, уступая диффузии по границам зерен, которая превалирует при 950°С. При этой температуре в теле зерен образуется небольшое количество окислов, в основном кремния, а окислы алюминия располагаются по границам зерен в виде сетки (рис. 54,//). [c.85]

К тому же атомы тяжелых элементов повышают относительную скорость внутренней конверсии возбужденных состояний ал-кена, что, в свою очередь, затрудняет фотоциклодимеризацию. Кроме того, для введения атомов каждого конкретного легирующего элемента в циклодимеризующиеся системы необходим свой путь синтеза. Едва ли можно рекомендовать в качестве основы фоторезистов-диффузантов и составы, включающие феноло-альде-гидные смолы, вследствие их деструкции при высокотемпературной диффузии и выделения при этом летучих продуктов и сажи, Что может привести к неравномерности легирования. [c.197]

II полученный светочувствительный состав наносят на подложку центрифугированием, сушат при 60 °С, облучают через диапозитив лампой ДРШ-250, засвечивают и проявляют ксилолом или уайт-спиритом. Диффузию проводят при 1300 °С в течение 4 ч на воздухе в пластины р-81 с удельным объемным электрическим сопротивлением р = 50 Ом см. Полученный р—л-переход имеет вольт-ампер-ную харакгеристику, близкую к теоретической, и время жизни 10 МКС. Поверхностная концентрация 10 —10 атом/см зависит от концентрации ароматического азида и режима диффузии [а. с. СССР 520559]. Подобные же азидсодержащие элементорганические композиции описаны для селективного легирования полупроводниковых пластин мышьяком [а. с. СССР 622035]. Диффузию из фоторезиста в этом случае проводят на воздухе при 1250°С, полученные р—п переходы также имеют время жизни неосновных носителей порядка 8—10 МКС. [c.199]

В ряде работ, посвященных изучению анодного поведения ни-селя 169—75], отмечается, что на поверхности анода образуются жисные слои с полупроводниковыми свойствами и при увеличении анодного потенциала постепенно возрастает степень окисленности 1икеля. Изучалось влияние состава окисной пленки на величину кислородного перенапряжения, скорость диффузии протона и другие электрохимические показатели никелевого анода [76]. Электрохимическое поведение иикеля, покрытого окисной пленкой, должно определяться типом проводимости, отклонениями от стехиометрии, распределением этих отклонений в толще окисной пленки. Наличие окисной пленки изменяет адсорбционные свойства поверхности. Строение двойного электрического слоя и распределение скачка потенциала на границе поверхность анода — электролит и определяет механизм и кинетику анодного процесса. Легирование окисной никелевой пленки литием [77] существенно влияет на электрохимические характеристики анода [78]. [c.25]