Ямки травления и дислокации

Рассмотрим, как связаны дислокации с образующимися при травлении ямками. Нарушения в решетке приводят к появлению на поверхности кристалла областей с различной энергией химических связей. Это вызывает изменения энергии активации процесса химического травления. В тех местах поверхности, где энергия активации минимальна, происходит наиболее интенсивное травление, что и приводит к образованию ямок. При выявлении мест выхода дислокаций на кристаллической плоскости (П1) ямки травления имеют форму треугольных углублений. [c.91]

Дислокационные ямки травления в монокристаллах кремния с ориентацией (111) имеют вид трехгранной пирамиды с равносторонним основанием. При просмотре протравленной поверхности в отраженном свете дислокации представляют собой темные треугольники (рис. 61). Подсчет количества дислокаций производят при помощи металлографического микроскопа. Поверхность исследуемого образца просматривается в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Для этого используют окуляр с координатной сеткой. Подсчитывают число ямок травления на пяти участках пластины и берут среднее арифметическое. Плотность дислокаций определяют по формуле [c.108]

В местах выхода дислокаций на поверхность кристалла после травления образуются микроскопические углубления ( ямки травления ), которые легко наблюдать в микроскоп. Форма ямок зависит от ориентации кристаллографических плоскостей, подвергающихся травлению (от индексов грани). Например, на плоскостях 111 германия и кремния получаются ямки треугольные Л, на плоскостях 100) — квадратные и на плоскостях (ПО) —прямоугольные Г 1. [c.140]

А1(х) ТО возникнет плоскодонная ямка травления, которая после перемещения ступени исчезнет. Наоборот, при образуется тонкий туннель вдоль дислокации. Нормальная скорость пропорциональна частоте появления двумерных зародышей [18], а тангенциальная характеризует скорость их расширения при перемещении ступеней. Отношение можно регулировать введением ингибирующих и стимулирующих примесей в раствор, избирательное действие которых аналогично действию полирующих электролитов. Примеси, находящиеся в мета л л еГ могут оказыв ать двоякое действие с одной стороны, при сегрегации примесей на дислокациях уменьшается их химическая активность, так как релаксируют напряжения (поэтому старые дислокации травятся труднее), а с другой стороны, увеличивается растворение, так как вследствие изменения химического состава области выхода дислокации понижается коррозионная стойкость. [c.60]

Известно, что рост кристаллов тесно связан с винтовыми дислокациями. Однако, исследования кинетики испарения кристалла путем удаления спиральных слоев, высота которых соответствовала вектору Бюргерса порядка 2-10 см [41], показали, что можно пренебречь влиянием энергии деформации решетки в точке выхода на поверхность винтовой дислокации на скорость испарения. Авторы работы [41 ] считают, что расстояние между ступенями, порожденными винтовой дислокацией, быстро растет, достигая такой же величины, как и в случае, когда единственным источником моноатомных ступеней является край кристалла. Поэтому на таких дислокациях ямки травления не образуются. [c.49]

В то время как одни двойники увеличивались в размерах, другие, достигнув предельной длины, исчезали вследствие механохимического растворения (сглаживания) деформационного микрорельефа с течением времени исчезали все линии двойников, а также и след накола. Одновременно с ростом наиболее активных линий и исчезновением менее активных вблизи накола возникали выстроенные группы движущихся петель полных дислокаций, а также ямки травления вдоль исчезнувших при растворении двойниковых линий число дислокационных петель увеличивалось одновременно с увеличением их размеров и протяженности групп в длину и ширину. [c.129]

В случае медленного растворения наблюдается обратное движение ступени с образованием ямки травления на месте выхода дислокации. [c.30]

Хорошо известно, что воздействие растворителя или химического реагента на кажущуюся однородной поверхность твердого тела часто локализуется в ямках травления . В настоящее время известно, что последние часто связаны с дислокациями. Это может происходить по ряду причин. Во-первых, в том случае, когда подвергающаяся действию травителя гюверхность является естественной гранью кристалла, происходит процесс, обратный росту кристалла. [c.28]

При контакте с ненасыщенным раствором амфитеатр будет углубляться. На рис. 22 видны ямки травления, образованные на поверхности кристалла сахарозы. У больших ямок можно отчетливо видеть спиральную форму они, вероятно, образовались в местах выхода винтовых дислокаций с большими значениями вектора Бюргерса. Мелкие ямки могли возникнуть или на винтовых дислокациях с малыми значениями вектора Бюргерса, или на краевых дислокациях, или же, что менее вероятно, в результате образования зародышевого островка на совершенной поверхности далеко от выходов дислокаций (см., например, конец раздела V, 1, Д, где приведены опыты Сирса [61]). Большие ямки травления на поверхности кристаллов сахарозы часто образуют ряды (рис. 23). Эти ямки возникают при неравновесных условиях ненасыщенности, и поэтому их форма зависит от скорости отхода спиральной ступени и кинетики испарения или растворения в различных кристаллографических направлениях. [c.390]

Все эти исследования указывают на то, что образование ямок травления — неотъемлемое свойство самого процесса окисления графита, хотя нельзя категорически утверждать, что ни одна из ямок не появилась вследствие влияния каталитических примесей. Хениг [37] подчеркивал, что небольшое количество бора может существенно изменять свойства графита, и поэтому вопрос, какой процент ямок травления обязан своим появлением примесям, остается открытым. В настоящее время установлено, что почти все глубокие пирамидальные ямки травления в виде террас, образовавшиеся во время окисления, зарождаются на небазисных дислокациях, тогда как мелкие ямки с плоским дном появляются в результате преимущественного окисления на групповых вакансиях или на небазисных дислокациях, которые впоследствии становятся базисными [33]. [c.141]

При определении отношений, приведенных в табл. 5, каждой измеренной величине R a/ ) приписывался одинаковый вес. Это не вполне правильно, так как точно установлено, что ямки травления на поверхности графита зарождаются на случайных винтовых дислокациях или объединенных в петли вакансиях [11, 89, 90, 91], и поэтому вполне возможно, что величина R(J ) для каждой отдельной ямки соответствует величине вектора дислокации Бюргерса, связанного с образованием этой ямки. [c.160]

Несмотря на очевидность, представление о том, что ямки травления могут часто зарождаться на небазисных дислокациях, еще встречает значительные возражения в основном по той причине, что с помощью электронного микроскопа чрезвычайно редко обнаруживают прямыми наблюдениями [57, 93] наличие небазисных дислокаций на графитовых чешуйках. С этой точки зрения рассмотрим недавние работы [72]. [c.166]

Следует отметить 1) линейное расположение шести гексагональных ямок травления на каждой поверхности скола, причем это расположение одинаково как на верхней, так и на нижней поверхности, и 2) заметное сходство фигур травления с полосами двойникования на поверхности травления. Эти микрофотографии ясно доказывают существование рядов небазисных дислокаций, проходящих сквозь графитовые слои, хотя сразу же возникают обоснованные возражения. Во-первых, можно предположить, что все ямки, из которых состоят эти ряды, возникли вследствие наличия незначительных следов каталитических примесей на противоположных плоскостях скола. Это равноценно мнению о том, что фигуры травления вообще не являются дислокационными ямками травления. Во-вторых, можно считать, что ямки, составляющие ряды, зародились на вакансиях в базисных плоскостях. Оба эти возражения опровергаются очень близким сходством локализации и группировки ямок в ряды статистически нельзя ожидать, что отдельные вакансии, петли вакансий или каталитические примеси будут иметь одинаковое расположение на двух плоскостях скола, за исключение.м случая, когда вакансии [97] или примеси [92] сами связаны с небазисными дислокациями. В-третьих, можно утверждать, что эффекты, наблюдаемые на рис. 92, являются следствием больших деформаций решетки на пересечениях линий двойникования. [c.166]

Дальнейшим подтверждением существования небазисных дислокаций служит то, что обычно наблюдаются ярко выраженные спиральные ямки травления (рис. 93). Спиральные ямки не могут появиться на пересечениях линий двойникования. Несмотря на определенные сомнения, высказанные в [98], в настоящее время принято считать [99—102], что ярко выраженные спиральные ямки травления являются следствием наличия винтовых дислокаций, наклоненных или перпендикулярных к исследуемой поверхности. То, что высота ступенек спиральных ямок составляет около 2000 А или больше, не создает значительных трудностей для интерпретации. Несмотря на то что нельзя ожидать наличия полного равновесия, при котором в кристалле графита теоретически возможно существование винтовых дислокаций даже с очень большими векторами Бюргерса, автор [99] сформулировал другой механизм, объясняющий, как винтовые дислокации с малым вектором Бюргерса приводят к образованию спиральных ямок травления с большой высотой ступеней. [c.168]

На рис. 93 видно, что центр спирали может быть заметно сдвинут относительно геометрического центра ямки. Доусон [103] показал, что такой сдвиг означает ответственность линий дислокаций за расположение ямок не вдоль направлений (0001), а наклонно к осям с. Небазисные дислокации этого типа (имеющие вектор Бюргерса, например пс + пш, где пит — целые числа) требуют гораздо меньше нарушений непрерывности смежных базисных плоскостей в непосредственной близости к дислокационным линиям, чем дефекты, имеющие вектор Бюргерса, равный пс. Более того, дислокации этого типа можно рассматривать как несимметричные гексагональные ямки травления, описанные ранее в [15]. В таких несимметричных ямках центр взаимодействия сдвигается по мере углубления ямки. [c.168]

СЯ ЯМКИ травления, а их положение совпадает с местами пересечения с поверхностью декорированных линий дислокаций. К подобным же результатам могут привести скопления точечных дефектов. [c.197]

Рис. 11.7. Ямки травления и декорированные диполи дислокаций в германии

Рис. 15.1. Преимущественное растворение кристалла с образованием ямки травления (а) и преимущественная реакция с образованием нароста (б) в точке пыхода дислокации

В разделе 10.3.3 указывалось, что строение малоугловых границ зерен соответствует особому расположению дислокаций. Дислокации можно обнаружить с помощью избирательного растворения. По расстоянию между ямками травления в пределах малоугловой границы зерна можно непосредственным экспериментом подтвердить соотнощение (10.16), если известен вектор Бюргерса. [c.400]

Для расчета свободной энтальпии образования одного вакансионного зародыша АО используем модель, приведенную на рис. 15.8. Здесь изображена схематично ямка травления атомной глубины (двухмерный вакансионный зародыш) в виде цилиндра с радиусом г и высотой/1 на идеальной поверхности кристалла и на поверхности, нарушенной винтовой дислокацией. Для обоих вакансионных зародыщей необходимо подсчитать работу их образования. [c.404]

Электронно-микроскопические исследования выявили очень дефектную структуру кристаллов алита в клинкерах и твердых растворах 3S. Блочность кристаллов проявляется в виде ручьевых узоров со средним размером ячеек 200—400 нм, что вызвано пересечением трещинами скола системы винтовых дислокаций, ориентация которых одинакова. Распространение трещины происходит по определенным кристаллографическим плоскостям. Таким образом, зная расстояние между дислокационными линиями, можно определить плотность дислокаций в минерале. Движение сетки дислокаций в процессе излома кристалла и скопления их на границах раздела блоков вызывает образование характерной ячеистой структуры минерала. Другим компонентом дефектной структуры является образование ямок травления в местах выхода дислокаций. Ямки травления на кристаллах исследуемых образцов имеют форму пирамиды, а их размеры увеличиваются пропорционально длительности травления. Этот факт свидетельствует в пользу того, что ямки травления дислокационные, поскольку ямки травления недислокационного происхождения, как правило, имеют форму усеченной пирамиды и исчезают при продолжительном травлении. [c.237]

На оставшейся после определения толщины пленки части образца проводят микроструктурные исследования. Предварительно поверхность эпитаксиальной пленки обезжиривают спиртом. При различных увеличениях микроскопа сначала изучают особенности микроструктуры пленки, не прибегая к травлению. При этом возможно наблюдение террасообразной структуры, несовершенств, обусловленных включениями и нерегулярностью роста. Наиболее характерные детали поверхности рекомендуется сфотографировать. Затем поверхность пленки подвергают селективному травлению для выявления дефектов упаковки и дислокаций. Составы травителей и методика травления приведены в работе 12. На эпитаксиальной пленке предлагается определить плотность дефектов упаковки [светлые плоские треугольники при ориентации (111)1 и дислокаций (темные треугольные ямки травления) (см. работу 12). [c.150]

Исследовано влияние магнитного поля на дислокационную структуру молекулярных кристаллов ацетилсалициловой кислоты (аспирина) и п-ацетаминофена (парацетамола), широко применяющихся в фармации в качестве жаропонижающих, противовоспалительных средств. С помощью метода травления обнаружено, что магнитное поле смещает дислокации в кристаллах и, кроме того, влияет на морфологию реакционного фронта при их растворении. Для травления кристаллов аспирина была использована смесь растворителей этиловый спирт - четыреххлористый углерод, ямки травления на грани (001) имели форму параллелофаммов. В случае кристаллов парацетамола при травлении смесью уксусного ангидрида с четыреххлористым углеродом форма ямок травления на фани (010) была ромбической. [c.48]

Таким образом, область ядра дислокации растворяется чрезвычайно.бьктро, а периферийные участки значительно медленнее., Тем не менее вследствие конкуренции двух процессов растворения деформированных объемов и поверхностных ступенек ( двумерных зародышей ), имеющих ортогональные векторы скорости, травление может идти в глубину (образуются туннели ) и распространяться в ширину (возникают плоскодонные ямки травления, особенно после ухода дислокаций из данного места). Какой из процессов окажется преобладающим, зависит от соотношения. между нормальной скоростью растворения (в глубину) и тангенциальной скоростью (вдоль поверхности). Если А. [c.59]

Экспериментально установлено, что наиболее качественная обработка поверхности и селективное травление ИАГ происходят в расплаве эвтектической смеси компонентов У2О3 и А 20з при температурах 2103—2173 К. Время травления —от 5 с до 2 мин. Например, в расплав с соотношением У2О3 А 20з=1 3 при температуре 2103 К 50 К, давлении аргона (марки ОСЧ) в установке Р = 5- 10 Па, с частотой вращения С1) = 30 мин и скоростью опускания 7 мм/мин погружен стержень ИАГ сечення 0,45Х ХО.45 см . Через 2 мин стержень со скоростью 70 мм/мин извлечен из расплава. На длине 1,4 см сечение стержня линейно изменилось от исходного до 0,36X0,36 см. Скорость травления составила 0,45 мм/мин травление происходило равномерно по всей длине стержня. На всех четырех гранях образца наблюдается четкая граница травления поверхности в виде ступени от шероховатой раковистой поверхности к ровной с четкими фигурами селективного травления кристаллов в местах выхода дислокаций (рис. 90). Ямки травления имеют симметрию 4-го порядка. Таким же способом может быть выявлен и другой дефект, называемый гофрировкой соответствующей полосчатости, образование которой обусловливается кристаллизационным переохлаждением. [c.224]

Повышенное содержание оксидных включений вызывает смещение потенциала питтингообразования в отрицательную сторону, т. е. повышает склонность сталей к питтинговой коррозии. Повышение чистоты сплава снижает склонность к образованию питтинга. Однако даже чистейшие металлы и сплавы, взятые в виде монокристаллов, могут давать ямки травления. Это указывает на то, что в некоторых условиях отдельные несовершенства кристаллической решетки, как например, дислокации, также могут стать первопричиной возникновения питтинга. [c.98]

Другое существенное преимущество микроскопии заключается в возможности установления нелокализованности окисления. До недавнего времени некоторые исследователи считали, что периферийные атомы углерода базисных плоскостей обладают максимальной активностью. Ниже будет показано, что ямки травления сравнительно легко образуются на плоскостях ООО/ при воздействии газообразных окислителей, т. е. определенные атомы углерода, локализованные в базисной плоскости, также могут служить центрами реакции. Более того, исследуя возникновение ямок травления, можно выяснить роль наруще-ний кристаллической структуры в процессе окисления графита и определить с некоторой степенью точности небазисные дислокации и другие структурные дефекты решетки графита. [c.126]

Хагес и сотр. [95], выдерживая кристаллы естественного графита при 195° в атомарном кислороде, наблюдали, что плоскости ООО/ обычно вытравливаются так, как будто взаимодействие происходит преимущественно вдоль связанных дислокаций базисных плоскостей, причем заметны многочисленные близко друг к другу расположенные ямки травления (см. рис. 90). [c.164]

Параметры субструктуры материала (размер субзерен, плотность дислокаций в субзеренной границе) можно определить, металлографически, анализируя под оптическим микроскопом ямки травления. [c.380]

Имеются различные способы исследования для того, чтобы решить вопрос, действительно ли ямки травления образуются в точках выхода дислокаций. Например, можно протравить обе плоскости, полученные прп расщеплении кристалла по спайности и рассмотреть расположение ямок травления на обеих плоскостях. Если их расположение соответствует зеркалыюму отображению, то тогда можно считать, что это — дислокационные ямки травления. Другая возможность состоит в следующем, В кристалле, в котором мало дислокаций, наблюдают после травления пару ямок, которую прежде всего можно привязать к точкам выхода дислокационной петли, проходящей внутри кристалла (внутренний дислокационный диполь на рис. 15.5). Если на кристалл действует растягивающее напряжение, то дислокационная петля расщиряется и принимает после снятия с кристалла напряжения конечное положение (внешний дислокацион- [c.399]

При травлении металлов для выявления дислокаций незначительные загрязнения играют значительно большую роль, чем в случае щелочных галогенидов. Часто дислокации в металлах удается обнаружить этим способом только при условии, если дислокации декорированы, т. е. если вдоль дислокационных линий выделились атомы определенной примеси и образовано облако Коттрелла (см. 11.6). Вследствие этого химический потенциал (по сравнению с чистой дислокацией) сильно изменяется. В результате скорость растворения повышается, и ямка травления четко выделяется иа окружающем фоне. [c.400]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология