Химический рост слоев

ЭПИТАКСИЯ ПРИ ХИМИЧЕСКОМ РОСТЕ СЛОЕВ [c.169]

Химический рост слоев [c.190]

Следует особо подчеркнуть, что совершенствование молекулярной структуры - рост слоев и их первичное упорядочение с формированием предпочтительной ориентации протекает в рамках надмолекулярной матрицы. Это определяет ее влияние на плотность, пористость, прочность, модуль упругости, химическую стойкость, анизотропию физических и химических свойств. [c.186]

Скорость роста слоя отложений на стенке равна разности скоростей образования и удаления этих отложений. Скорость образования является функцией физико-химических свойств системы, инкрустирующей способности твердой фазы и т. д. Скорость же удаления отложений зависит от соотношений их адгезии к стенке и напряжения сдвига. Отложения удаляются с поверхности, если напряжение сдвига превышает силу адгезии. Значения напряжений сдвига, обеспечивающих удаление с поверхности некоторых видов отложений (принято, что частицы имеют размер 10 м, т. е. 100 А), приведены в табл. IV. 3. [c.395]

Рассмотрим полубесконечный слой Сп О, растущий на металлической меди. Возьмем за начало координат поверхность раздела Си/Сп. О и обозначим толщину слоя окисла в момент времени I через X. В стационарном состоянии роста слоя окисла число катионных вакансий и положительных дырок, проходящих через элемент слоя окисла толщиной бх, на расстоянии х от поверхности раздела Сп/СизО должно быть одинаково. Если обозначить через е[ 1х) и г(Си П/х) химические потенциалы положительных дырок и катионных вакансий в любой точке х, то изменение химического потенциала при пересечении одной катионной вакансией и одной положительной дыркой элемента йх выражается следующим образом [c.453]

В процессе осаждения рост слоя пирографита идет так, что базисные плоскости кристаллов оказываются расположенными параллельно друг другу и поверхности осаждения. В результате такой высокой упорядоченности структуры пирографит имеет очень высокую плотность, практически равную теоретической (2,26 г/см ) [15]. Высокая плотность обеспечивает его пе-проницаемость для жидкостей и газов, что имеет особенно большое значение в химическом машиностроении. [c.324]

Эпитаксия металлов в результате протекания поверхностных химических реакций изучалась в работах [11— 15]. Горбунова [11] наблюдала ориентированную кристаллизацию нескольких металлов при химическом замещении путем погружения цинковых монокристаллов в раствор соли более благородного металла. Наиболее интересные результаты получены при кристаллизации таллия на плоскости базиса монокристалла цинка. Микроскопическое изучение осадка показало, что на первой стадии роста слой таллия представлял собой плотное сплошное образование. Затем, вследствие быстрого роста благоприятно ориентированных зародышей, над первичным слоем образовывались отдельные хорошо различимые и строго ориентированные кристаллы. [c.107]

Наиболее простыми по устройству являются односекционные барботажные аппараты для взаимодействия газа (пара) с жидкостью, либо двух жидкостей, либо газа (жидкости) с зернистыми твердыми веществами. Эти аппараты применимы в случаях, когда для протекания процессов тепло- и массообмена и химических реакций достаточно одного контакта восходящего потока с одним слоем жидкости или твердого вещества. Для ускорения протекающих процессов эти аппараты часто снабжаются механическими, инжекционными, газлифтными, пульсационными и вибрационными перемешивающими устройствами. Они способствуют гомогенизации жидкой среды или зернистого материала, росту межфазной поверхности, а также интенсивности межфазного н внешнего массо- или теплообмена. В рассматриваемых аппаратах, работающих обычно в периодическом режиме, достигаются практически полное перемешивание барботируемой среды (жидкости) и определенная степень перемешивания газового потока. [c.15]

Рост толщины слоев происходит благодаря диффузии металла или окислителя или их обоих, движущей силой которой является концентрационный градиент, созданный разностью химических потенциалов. [c.69]

Химическая реакция сплава с кислородом приводит к образованию первого слоя окисла толщиной б порядка мономолекуляр-ного слоя с содержанием в нем Ме и в соотношении с (1 — с). Дальнейший рост окалины происходит в результате проникновения атомов металлов это положение теории не совпадает с общепринятой ионной диффузией) через слой наружу и атомов кислорода внутрь. В ряде случаев диффузия металлов значительно больше диффузии кислорода. Данной теорией рассматривается случай, когда диффузия кислорода через окисел равна нулю, т. е. рост окисной пленки идет только снаружи. [c.89]

На рис. 6 приведены профили фильтрационной скорости V, максимальной температуры 0, степени превращения и скорости химической реакции на катализаторе в момент установления. Рост степени неравномерности V приводит к резким градиентам 0, I и по длине слоя, сосуществованию в одном слое катализатора диффузионных и кинетических режимов каталитического процесса и, как следствие, наличию горячей и холодной зон в реакторе. Естественно, это ухудшает эффективность работы реакторов с неподвижным слоем катализатора. [c.92]

На рис. 2.18 представлена полярографическая волна. При низких значениях потенциала (участок А), величина которого не достаточна для того, чтобы на рабочем микроэлектроде происходила электрохимическая реакция, через ячейку проходит очень незначительный остаточный ток, обусловленный, прежде всего, током заряжения двойного электрического слоя и присутствием в растворе электрохимически более активных, чем анализируемое вещество, примесей. При увеличении потенциала электрохимически активное вещество (называемое деполяризатором) вступает в электрохимическую реакцию на электроде и ток в результате этого резко возрастает (участок В). Это так называемый фарадеевский ток. С ростом потенциала ток возрастает до некоторого предельного значения, оставаясь затем постоянным (участок С). Предельный ток обусловлен тем, что в данной области потенциалов практически весь деполяризатор из приэлектродного слоя исчерпан в результате электрохимической реакции, а обедненный слой обогащается за счет диффузии деполяризатора из объема раствора. Скорость диффузии в этих условиях контролирует скорость электрохимического процесса в целом. Такой ток называют предельным диффузионным. Для того чтобы исключить электростатическое перемещение деполяризатора (миграцию) в поле электродов и понизить сопротивление в ячейке, измерения проводят в присутствии большого избытка сильного электролита, называемого фоном. Являясь электрохимически индифферентным, вещество фонового раствора может вступать в химические реакции (часто это реакции комплексообразования) с определяемым веществом. Иногда фоновый электролит одновременно играет роль буферного раствора. Например, при полярографическом определении ионов 0(1 +, Си +, N +1 o + в качестве фона используют аммиачный буфер- [c.139]

Научно-техническая революция и связанный с нею интенсивный рост химического производства вызвали различные негативные изменения в окружающей среде отравление и загрязнение пресных вод, загрязнение Мирового океана, загрязнение земной атмосферы, нарушение земного покрова Земли, опустошение недр, уничтожение плодородного слоя Земли, называемого почвой, истребление животных и птиц вплоть до полного исчезновения многих биологических видов. [c.196]

В случае прикрепления клетки по мере роста образуют активную пленку на поверхности носителя. Толщина пленки может составлять один слой клеток или несколько миллиметров, как в случае микроорганизмов, применяемых для очистки сточных вод. Клетки, которые не способны к естественному прикреплению к поверхности, могут быть прикреплены с помощью химических способов, таких как сщивание с помощью глутарового альдегида, или прикрепление к кремнийсодержащим носителям с помощью силанизации, или хелатообразования с оксидами металлов [141]. В этих случаях прочность прикрепления такая же, как при естественной адгезии. [c.162]

Применительно к системе химических элементов прерывная тенденция базируется на повторяемости заполнения электронных слоев (подслоев), а.непрерывная — на закономерном росте числа протонов в ядре в натуральном ряду химических элементов. Как показала практика, вторая тенденция выдерживается с абсолютной строгостью, а первая — по мере удаления от начала ряда дает сбои в закономерности. Потому прогностические возможности ее падают, и центр тяжести надо переносить на непрерывную законность. А периодическую законность (по существу, структуру электронной оболочки) использовать в качестве вспомогательного ориентира, в частности закономерные ряды роста числа химических элементов в этапах, периодах и семействах. [c.174]

Пленочные материалы. Для получения пленок на поверхности материалов применяют различные методы. Один из них — эпитаксия. Напомним, что эпитаксией называют ориентированный рост слоев материала на поверхности монокристалла, кристаллическая решетка которых повторяет структуру подложки. Методы эпитаксиального наращивания обычно подразделяют на две группы прямые и косвенные. При прямых методах частицы полупроводника переносятся от источника на подлонску без промежуточных химических реакции путем испарения из жидкой фазы, сублимацией и т. п. При косвенных л етодах атомы полупроводника полу- [c.160]

Часто пассивацию металлов связывают с ме.ханической блокировкой части поверхности химически инертным изолирующим слоем. Такой механизм может быть наглядно проиллюстрирован на примсфе пассивации свинц0в010 электрода в растворе серной кислоты при анодной поляризации в гальваностатических условиях (процесс, протекающий на отрицательном электроде свинцового аккумулятора при разряде). На поверхности электрода по реакции (16.3) образуется довольно плотный пористый слой сульфата свинца. После первоначального заброса на электроде устанавливается постоянное значение потенциала (рис. 18.4), которое определяется кинетикой кристаллизации сульфата свинца. Через некоторое время потенциал начинает сначала медленно, а потом быстро с.мещаться в положительную сторону. Это смещение вызвано увеличением истинной плотности тока в порах слоя, общее сечение которых по мере роста слоя уменьшается. В результате увеличивается поляризация электрода кроме того, в порах возрастает значение омического падения потенциала. Если продолжать пропускание тока постоянной силы, то потенциал смещается до значения г, при котором начинается новая электрохимическая реакция образования диоксида свинца РЬОг, Реакция окисления свинца в сульфат свинца полностью прекращается, хотя запас металлического свинца еще далеко не израсходован. Пассивация наступает при толщине слоя сульфата свинца около 1 мкм. [c.339]

Почти во всех работах по изучению структуры ориентированных слоев при химическом взаимодействии изучались лишь отдельные, часто завершающие стадии процесса. Механизм зарождения кристаллов при химическом росте исследован мало. Авторы считают, что в этой области исследований совершенно недостаточно используется метод газовой камеры, позволяющий проводить непрерывное изучение структуры при обработке препа рата активными газами непосредственно в камере электронного микроскопа. Метод газовой камеры, подробно описанный в монографии Лукьяновича [58], состоит в том, что изучаемый объект помещается в специальном устройстве, которое сообщается с ко-22 [c.22]

Особенностью химического роста, в том числе и прп окислении, по сравнению с другими случаями эпитаксии является то, что после образования первого слоя химического соединения последующий процесс усложняется объемной диффузией. Для непрерывного роста необходимо, чтобы вещества подложк 1 ли второго реагента, либо и то и другое, продиффупдировали через слой уже образовавшегося химического соединения. Часто объемные изменения при образовании химических соединений настолько велики, что ориентированный рост наблюдается лишь в тончайших слоях, уступая затем произвольной ориентации кристаллов. [c.192]

Как правило, при химическом взаимодействии ориентированное нарастание имеет место лишь при некоторых оптимальных экспериментальных условиях. По-видимому, совершенство ориентировки связано со скоростью реакции степень совершенства ориентировки увеличивается с уменьшением скоросги роста слоя. В частности, при взаимодействии галогенов с металлами слой соли ориентировано нарастает при малом содержании галогена в реакционной среде (так, при эпитаксии Ag l на серебре содержание I в воздухе должно быть < 5%). Прп больших концентрациях реагента и при экзотермической реакции выделяется много тепла, скорость реакции увеличивается и в осадке наблюдаются кристаллы с произвольной ориентировкой. [c.192]

К вопросу о скорости роста слоя твердых отложений на горячей поверхности. С. М. Шишкаев, А. К. Леонтьев.— В кн. Теоретические основы химической технологии. Л., ГИПХ, 1976, с. 71—76. [c.95]

Репинский С.М. Химическая кинетика роста слоев диэлектриков//Совре-менные проблемы физической химии поверхности полупроводников, Новосибирск Наука. Сиб. отд., 1989. С. 90-152. [c.189]

Этот организм, представляющий собой факультативный автотроф, характеризуется многолопастной формой и способностью к оптимальному росту при pH 3 и температуре 70°С. Необычная клеточная поверхность, непосредственно контактирующая с агрессивной средой, не обнаруживает морфологртчески и химически определенного слоя пептидогликана, характерного для других бактерий, но содержит внешний ультраструктурный элемент (Вгоск et al., 1972 Millong et al, 1975). Этот организм обладает пилями неправильной формы, по-видимому, предназначенными для прилипания к таким поверхностям, как поверхность элемен- [c.346]

В условиях химического анализа осадок не вносится в раствор в готовом виде, а образуется в нем по мере прибавления осадителя. При этом возникают сначала мельчайшие зародышевые кристаллы, которые постепенно растут, причем поверхность их иепре-рыг.но обновляется за счет отложения все новых и новых слоев соогветствующего вещества. В то же время эта постоянно обнов-лякрщаяся поверхность кристалла непрерывно адсорбирует различные примеси из раствора. В процессе роста кристалла эти примеси постепенно вытесняются ионами, входящими в состав кристаллической решетки осадка. Однако такое вытеснение обычно происходит недостаточно полно. В зависимости от условий осаждения большая или меньшая часть примесей, первоначально находившихся на поверхности частиц, в результате адсорбции оказывается отделенной от раствора вновь отложившимися слоями осаждаемого вещества. [c.113]

Уравнения (15.68) и (15.69) внешне не отличаются от уравнения (15.6), выведенного ранее в предположении замедленности диффузии. В обоих случаях раствор вблизи электрода может оказаться полностью освобожденным от восстанавливаемых частиц, что резко увеличивает поляризацию (т1- -с ) и устанавливает предел росту плотности тока (/->/г)- В условиях диффузионных ограничений компенсация разрядившихся частиц происходит за счет их постушления из толщи раствора под действием градиента концентрации, возникающего внутри диффузионного слоя б. Предельная диффузионная плотность тока отвечает в зтом случае максимально возможному градиенту концентрации и является функцией коэффициентов диффузии реагирующих частиц. В условиях замедленности чисто химического превращения восполнение разряжающихся частиц совершается за счет химической реакции, протекающей в непосредственной близости от электрода или на его поверхности. Предельная реакционная плотность тока /г должна быть функцией констант скорости соотнетствующих химических превращений. Определение величин /г н установление закономерностей химического перенапряжения дает основу для изучения кинетики быстрых химических )еакций электрохимическими методами. [c.324]

При термокаталитической переработке происходит взаи-модсйстние железоокисного катализатора, приводящее к образованию новой твердой фазы коксовых отложений, т. е. мы имеем дело с топохимической реакцией, для которой характерны некоторые общие закономерности, а именно протекание реакции через образование ядер (зародышей) новой твердой фазы и их рост. В реакциях газа с твердым телом образование этих зародышей происходит, как правило, на поверхности твердого реагента или, по крайней мере, в слое, прилегающем к этой поверхности. После появления новой фазы реакция обычно локализуется на поверхности раздела твердых фаз — реагента и продукта реакции [3.39]. Химические свойства поверхности в принципе определяются природой протекающих химических превращений и их скоростями И то и другое может быть оценено лишь в результате трактовки косвенных измерений. В случае исследования реакции твердого тела с газом анализ может быть проведен с учетом -изменения состава газовой фазы. [c.71]

Темпцжтура. Поскольку энергии активации отдельных реакций термолиза различаются между собой весьма существенно, то температура как параметр управления процессом позволяет обеспечить не только требуемую скорость термолиза, но и регулировать соотношение между скоростями распада и уплотнения, а также, что особенно важно, между скоростями реакций поликонденсацни, тем самым меняя свойства фаз и условия кристаллизации мезофазы. При этом регулированием продолжительности термолиза представляется возможным обрывать на требуемой стадии "химическую эволюцию в зависимости от целевого назначения процесса. Для получения кокса с лучшей упорядоченностью структуры коксования сырья целесообразно проводить при оптимальной температуре. При пониженных температурах из-за малой скорости реакций деструкции в продуктах термолиза будут преобладать нафтено-ароматические структуры с короткими алкильными цепями, которые препятствуют дальнейшим реакциям уплотнения и форхшрованию мезофазы. При температурах выше оптимальной скорости реакций деструкции и поликонденсации резко возрастают. Вследствие мгновенного образования большого числа центров кристаллизации коксующийся слой быстро теряет пластичность, в результате чего образуется дисперсная система с преобладанием мелких кристаллов. Возникающие при этом сшивки и связи между соседними кристаллами затрудняют перемещение и рост ароматических структур. Более упорядоченная структура кокса получается при средних (оптимальных) температурах коксования ( 480 С), когда скорости реакций деструкции и уплотнения соизмеримы со скоростью роста мезофазы. Коксующийся слой при этом более длительное время остается пластичным, что способствует формированию крупных сфер мезофазы и более совершенных кристаллитов кокса. [c.63]

НЫ которого ОТ температуры показана на рис. 15. Сырьем служила смесь равных количеств вакуумного газойля и рециркуля-та реактора каталитического крекинга в кипящем слое. Остальные условия были следующими объемная скорость жидкости 2 ч , общее давление 750 фунт/дюйм , скорость подачи водородсодержащего газа 2000 ст. фут баррель. Из рис. 15 видно, что при этих условиях с ростом температуры степень гидрирования проходит через максимум, соответствующий 370°С, так же, как это наблюдалось при гидрировании ароматических углеводородов в керосине и реактивном топливе (см. рис. 14). При 370°С степень извлечения серы составляет более 95%, а общая степень извлечения азота — около 55%. На рис. 16 показана зависимость от температуры количества вступивщего в реакцию водорода. Как и следовало ожидать, кривые очень похожи на полученные для гидрирования полиядерных ароматических углеводородов. Связывание водорода сырьем каталитического крекинга служит лучшей мерой повышения его качества. Наконец, для сравнения эффективности каталитического крекинга гидрообработанного и необработанного сырья были проведены испытания микроактивности. Зависимости выхода продуктов крекинга от количества химически связанного водорода показаны на рис. 17 и 18. [c.105]

Для того чтобы тепловой фронт не вышел из слоя, предлагается периодически изменять направление подачи смеси в слой катализатора, сохраняя в реакционном объеме часть тепла химической реакции. Профили температур на выходе из слоя катализатора (за исключением пускового периода) оказываются падающими с ростом стененн превращения. Соответствующим выбором температуры переключения, линейной скорости, размера зерна катализатора, температуры на входе можно добиться хорошего приближения к теоретическому оптимальному режиму [c.19]

Анализ изменения температуры во времени в разных точках по длине адиабатического слоя показывает, что такое изменение имеет характерный вид 5-функции, причем максимум температуры по направлению к выходу из регенератора возрастает. Тогда при определенных условиях в центральной части адиабатического слоя в нестационарном режиме горения кокса могут возникнуть значительные динамические тепловые забросы. Такой результат и был получен в работах [146, 161], где показано, что помимо начальных условий на максимум температуры в слое сильно влияет скорость подачи газового потока. При уменьшении расхода газа (увеличении времени контакта) температура слоя из-за динамических забросов может превзойти максимальное асимптотическое значение, соответствуюшее величинам Т , х° и Механизм появления забросов, по-видимому, следующий в область высоких температур из частично регенерированных участков слоя катализатора поступает реакционная смесь с достаточно высоким содержанием кислорода, результатом чего является ускорение химической реакции и увеличение тепловыделения. Выделяющееся в горячей зоне тепло вызывает рост температурного максимума до тех пор, пока тепловые потери на нагрев соседних участков не скомпенсируют тепловыделение. По-видимому, можно реализовать такие условия выжига кокса, при которых в слое появятся так называемые горячие пятна и в результате произойдет спекание катализатора. [c.87]

Гидродинамические неоднородности могут быть как внешними, так и внутренними. К внешним можно отнести возникающие в объемах реакторов отрывные течения и вихреобразования потоков из-за несовершенства конструкций внутренних устройств. Такпе неоднородности в слое могут быстро затухать [3—5], однако в ряде случаев генерируемые ими неравномерности химического превращения приводят к проникновению в глубь слоя неоднородностей температурных и концентрационных полей, что существенно снижает эффективность процесса [6—8]. Колебания газовой нагрузки в системе, рост гидравлического сопротивления слоя из-за отложений в нем пыли, механические вибрации реактора, приводящие к частичной ломке и истиранпю частиц катализатора, п другие воздействия способствуют неравномерной объемной усадке слоя с образованием каверн, пустот, свищей и т. п. [9, 10]. В последнее время опубликованы данные о неблагоприятном влиянии на протекание каталитических процессов частых пусков реакторов после их внеплановых остановок. Слой катализатора при этом испытывает периодические тедшератур-ные расширения—сжатия, которые приводят к неконтролируемому уплотнению слоя. [c.24]

Сопоставление данных по молекулярно-поверхностным спойст-вам с результатами химических исследований соответствующих фракций показывает, что увеличение поверхностной активности, максимальной адсорбции, а также соответствующее уменьшение значения средней площади, приходящейся на молекулу в адсорбционном слое, непосредственно связаны с увеличением содержания в смолах кислых и нейтральных омыляемых компонентов, а также с ростом суммарного содержания серы, азота и кислорода. [c.196]

VI групп, примыкающие к диагонали бор — астат,— типичные полупроводники (т. е. их электрическая проводимость с повышением температуры увеличивается, а не уменьшается). Характерная черта этих элементов — образование амфотерных гидроксидов (с. 151). Наиболее многочисленны d-металлы. В периодической таблице химических элементов Д. И. Менделеева они расположены между S- и р-элементами и получили название переходных металлов. У атомов d-элементов происходит достройка d-орбиталей. Каждое семейство состоит из десяти d-элементов. Известны четыре d-семейства 3d, 4d, 5d, и 6d. Кроме скандия и цинка, все переходные металлы могут иметь несколько степеней окисления. Максимально возможная степень окисления d-металлов +8 (у осмия, например, OsOj). С ростом порядкового номера максимальная степень окисления возрастает от III группы до первого элемента VIII группы, а затем убывает. Эти элементы — типичные металлы. Химия изоэлектронных соединений d-элементов весьма похожа. Элементы разных периодов с аналогичной электронной структурой d-слоев образуют побочные подгруппы периодической системы (например, медь — серебро — золото, цинк — кадмий — ртуть и т. п.). Самая характерная особенность d-элементов — исключительная способность к комплексообра-зованию. Этим они резко отличаются от непереходных элементов. Химию комплексных соединений часто называют химией переходных металлов. [c.141]

Физико-химические воздействия жидких сред могут повлиять на начало роста, распространение или разрыв трещины серебра в термопластичном полимере. По-видимому, жидкость должна диффундировать в полимер, чтобы повлиять на начало роста трещины серебра. Нарисава [119] определил критические напряжения ст, образования таких трещин в тонких пленках ПС и ПК, находящихся в контакте с различными спиртами и углеводородами. Он наблюдал, что трещины серебра появляются без существенной задержки по времени и что о,- уменьшается с уменьшением длины цепи растворителя (от 45 до 20 МПа для ПС, от 70 до 50 МПа для ПК). На основании этих результатов он пришел к выводу, что слабое набухание микроскопического слоя поверхности материала является необходимым и достаточным условием, чтобы вызвать образование трещин серебра. Тот же автор получил критерий для ст в виде выражения (8.29) со значениями активационных объемов 1,0—1,3 нм , энергий активации 109—130 кДж/моль и констант скорости (1 —10)-10- С для ПС и (2—50) lO- с- для ПК- [c.386]

Но следует отметить, что по мере роста номера изопротонного ряда (химического элемента) не только идет увеличение общего числа электронов в электронной оболочке атома, но и усложняется ее структура. В частности, растет число квантовых подслоев в электронном слое, что вносит новые структурные элементы в модель системы. Например, подразделение химических элементов по химическим свойствам на VIII валентных групп уже не отражает все особенности структуры электронной оболочки и вызванные этим особенности химических свойств. Чтобы показать их наглядно, валентные группы (сектора на модели), в свою очередь, поделены на подсектора, которые идентифицируются с s-, p-, d-, f-семействами атомов. Причем закономерность их появления дает возможность прогнозировать дальнейщую структуру условного пространства, а следовательно, и структуру самой [c.159]