Вакансии миграция

Активационная теория самодиффузии в плотных кристаллических и аморфных средах исходит из положения, что в кристаллической решетке вследствие теплового движения происходит непрерывное перераспределение дефектов структуры (вакансий). Движение вакансий эквивалентно миграции частиц. Перенос массы возможен при одновременном соблюдении двух условий возникновении вакансии и достижении достаточно большой энергии колебаний частицы около положения равновесия. Если энергия колебаний велика или размеры частицы незначительны (водород, азот, углерод) возможна их миграция в междоузлиях решетки, что имеет место в металлических мембранах. В твердых растворах замешения движение частиц может происходить не только за счет вакансий, но и в результате обмена с соседними частицами. В матрицах аморфной структуры роль вакансий играют микрополости или дырки . [c.77]

Кристаллические и, плотные аморфные материалы обычно непригодны для создания мембран. Это обусловлено малой долей свободного объема и большим временем релаксации для процессов перераспределения вакансий и других дефектов структуры, в результате чего резко снижается растворимость газов и скорость миграции растворенного вещества. Равновесные и кинетические свойства подобных систем во многом определяются высокими значениями потенциала межатомного (межмолекулярного) взаимодействия, обычно превышающего средние значения кинетической энергии КьГ этим объясняется малая подвижность структурных элементов. Однако легкие разы типа Нг, Не, Оа, N2 с наиболее низкими значениями параметров (е,/, о, ) парного потенциала молекулярного взаимодействия могут в некоторых плотных матрицах образовывать системы с повышенной растворимостью и удовлетво рительными диффузионными характеристиками. Наиболее перспективны металлические мембраны на основе палладия для извлечения водорода, а также стекла для выделения гелия [8, 10, 19—21]. [c.114]

Реакция (657) в виде направленного электрохимического превращения может наблюдаться на пассивном железе только в нестационарные периоды слева направо после внезапного повышения потенциала и в обратном направлении — после его сброса. В стационарном состоянии единственным направленным переходом на границе пленка—раствор является реакция (658), которая не требует обязательного сопряженного удаления кислорода, поскольку возникающие катионные вакансии могут ликвидироваться за счет процессов миграции катионов через пленку. [c.308]

Экспериментальные работы позволили установить, на каких дефектах преимущественно зарождаются частицы конденсата в условиях вакуумного декорирования. Путем сравнения исследуемых образцов с эталонами отмечено, что происходит образование частиц золота на атомах примесей, вакансиях, центрах окрашивания, а также на поверхностных дефектах деформационного происхождения и дефектах роста. Выявить весь спектр точечных дефектов можно с помощью методики многократного декорирования. Она состоит в том, что вначале конденсируется одна порция вещества. Затем проводится повторное декорирование, но уже при более высокой температуре. В процессе многократного декорирования выявляются как сильные центры зарождения частиц, так и более слабые. Эта методика пригодна для наблюдения миграции точечных дефектов и их скоплений. [c.161]

Замораживание дефектов . Предположение о возможности замораживания дефектов основывается на том факте, что для установления равновесной концентрации дефектов требуется определенный период времени. Таким образом, если кристалл охлаждается, то дефекты решетки должны непрерывно исчезать. Дефекты по Френкелю будут исчезать в результате рекомбинации вакансий и межузельных атомов, а дефекты по Шоттки — вследствие миграции вакансий к поверхности кристалла и границам зерен. Как показано [25], влияние этого эффекта на обычную низкотемпературную проводимость чистого кристалла незначительно. [c.284]

Однако при не слишком высоких температурах, когда коэффициент поверхностной диффузии, ответственный за процесс миграции пузырьков, заметно превосходит коэффициент объемной диффузии вакансий, контролирующий релаксацию избыточного давления от реакции объединения пузырьков, подток вакансий может оказаться не достаточно эффективным и избыток давления будет нарастать от слияния к слиянию. В связи с этим авторы работ [123, 124] считают, что газ, накапливаясь в пузырьках, создает в них значительное давление и пузырьки растут по механизму диффузионной ползучести, а в начальный момент после слияния пузырьков — в результате сдвиговых деформаций окружающего пузырек материала. [c.59]

В условиях облучения при высоких температурах, когда атомы газа достаточно подвижны, распухание может происходить даже при отсутствии миграции и пере-растворения пузырьков. Действительно, диффундируя, газовые атомы и вакансии будут либо объединяться и образовывать новые пузырьки, либо попадать в старые и вызывать их рост. [c.60]

Вследствие двухкомпонентного состава адсорбированного раствора элементарный акт миграции адсорбированной молекулы можно рассматривать как двухстадийный процесс. Первой стадией является образование вакансии в адсорбционном пространстве по соседству с адсорбированной молекулой. Вторая стадия — перемещение в эту вакансию органической молекулы, которая находится в поле действия адсорбционных сил. Миграция адсорбированных молекул должна зависеть от вероятности использования вакансий, возникающих в результате флуктуаций плотности упаковки адсорбированных молекул. Первая стадия характеризуется свободной энергией активации образования вакансии в адсорбционном пространстве AF°h, вторая—> свободной энергией активации перехода адсорбированной молекулы в активированное состояние АР°ь. Эффективный коэффициент диффузии адсорбированных молекул пропорционален [c.120]

Коэффициент пропорциональности в соотношении (V-18) определяется строением системы пор адсорбента. Можно предположить, что в процессе элементарного акта миграции адсорбированной молекулы образование вакансии происходит вследствие смещения только одной молекулы растворителя. Из этого предположения следует, что свободная энергия активации образования вакансии AF°h и расстояние между положениями центра адсорбированной молекулы до и после совершения элементарного акта миграции должны быть одинаковыми при диффузии органических веществ различного строения, и изменение величины Da должно быть связано с различным значением AF°b. [c.120]

Миграция катионной вакансии 0,274=0,34 [c.18]

Шоттки в MgO составляет 6,5 эВ, а энергия миграции катионных вакансий 2,5 эВ. Экспериментальное изучение самодиффузии Mg + в MgO привело к значению энергии активации, равному 3,4 эВ. Сопоставление этого результата с оценочными величинами свидетельствует о том, что проводимость относится скорее всего к примесной области. Доказано также, что на проводимость оксидов сильно влияют дислокации и что кислородные вакансии передвигаются предпочтительно вдоль дислокационных трубок. [c.19]

Точечные атомные дефекты в кристаллической решетке обладают определенными свойствами. Например, вакансии в ионных кристаллах выступают носителями заряда, причем катионная вакансия несет отрицательный, а анионная — положительный заряд. Конечно, собственно заряд в вакансии не содержится, но возникающее вокруг нее электрическое поле такое же, какое возникло бы, если бы в вакансии располагался заряд, по значению равный, а по знаку противоположный заряду иона, который покинул данный узел решетки. Любые точечные дефекты обладают способностью к миграции (диффузии) в кристаллической решетке в результате тепловых флуктуаций или приложения к кристаллу внешнего электрического поля. Например, катион в междоузлии может переходить при соответствующем возбуждении в соседнее междоузлие, вакансии мигрируют за счет перемещения соседнего иона в вакантный узел, т. е. путем последовательного обмена позициями между ионами и вакансиями (при таком так называемом вакансионном механизме диффузии перемещение вакансий в одном направлении эквивалентно перемещению ионов в другом). Точечные дефекты могут взаимодействовать друг с другом, образуя в простейшем случае ассоциаты—дефекты, занимающие соседние кристаллографические позиции. Например, в решетке могут возникнуть связанные группы вакансий (кластеры). Связанные пары вакансий способны диффундировать быстрее, чем изолированные вакансии, а тройные кластеры еще быстрее. [c.87]

Атомы посторонних примесей связывают вакансии, и подвижность последних резко уменьшается. Поскольку процесс упорядочения в закаленном сплаве контролируется миграцией вакансий [15—17], уменьшение чистоты сплава смещает протекание процесса упорядочения в сторону более высоких температур. [c.38]

Процессы упорядочения — диффузионные. На протекание диффузионных процессов большое влияние оказывают точечные дефекты (вакансии и дислоцированные атомы). Скорость упорядочения в сплаве СизАи возрастает с повышением температуры закалки [3], что было объяснено наличием закалочных вакансий в материале, закаленном с высоких температур. Существенно, что сама вакансия относительно мало влияет на значение электросопротивления сплава, но миграция ее в про- [c.40]

IV -400 1.2 Миграция вакансий к дислокациям Рекомбинация винтовых дислокаций противоположных знаков Г" о [c.199]

Очевидно, что границы зерен металла становятся возможными путями растрескивания, когда атомы углерода или азота (но не Feg ) образуют сегрегации по границам зерен. Чистое железо не подвержено КРН. В железе (>0,002 % С) [14] или прокатанной стали (0,06 % С), закаленных от 925 °С, концентрация атомов углерода вдоль границ зерен достаточна, чтобы вызвать склонность к КРН. Низкотемпературный отжиг (например, при 250 °С в течение 0,5 ч) приводит к равномерному выпадению карбида, что освобождает границы зерен от углерода и повышает устойчивость металла к КРН. При более длительном нагревании или при более высоких температурах, например 70 ч при 445 °С, происходит миграция дефектов (вакансий) к границам зерен дефекты увлекают с собой атомы углерода, в результате чего сталь снова приобретает склонность к КРН. С другой стороны, устойчивость к КРН может быть вызвана и холодной обработкой. При этом разрушаются непрерывные цепи сегрегаций и, что более важно, образуются дефекты, имеющие большое сродство к углероду и затрудняющие миграцию углерода по сегрегациям. [c.135]

Роза числа пересечений является важной ориентационной характеристикой металлографической структуры материала Граничные поверхности зерен являются пограничными зонами, свойства которых могут весьма сильно от.шчвться от свойств регулярной кристал.пической решетки. Эго связано с тем, что уровень свободной энергии пограничных зон намного вьппе, чем в самом зерне в этих зонах создаются наиболее благоприятные условия для образования и скопления вакансий, выделения растворенных атомов, миграции примесей. При пластическом деформировании пограничные зоны являются высокоэнергетическими барьерами на пути движения дислокашш, одновременно они блокируют скольжение по атомным плоскостям. Отсюда вытекает связь многих важнейших свойств металла с протяженностью пограничных зон (граничных поверхностей), отнесенной к единице объема металла В частности, выявлена прямолинейная зависимость твердости по Бринеллю простых металлов от удельной поверхности микрочастиц [83] [c.43]

Анионная электропроводность характерна для некоторых окислов и фторидов металлов. Например, в твердых растворах СаО и ZrOi ток переносится анионами кислорода. Так как здесь часть ионов Zr + заменена Са +, то для сохранения электронейтральности образуются анионные вакансии. Они обеспечивают возможность миграции О - и электропроводность. Подобные кристаллы называются твердыми электролитами. [c.112]

Наличие вакансий облегчает миграцию ионов кислорода, и при наложении разности электрических потенциалов смесь 2гОг—СаО в твердом состоянии становится анионным проводником. Это явление используется для определения термодинамических величин, важных для металлурги- [c.198]

Ha рис. 13.2 схематически показана аррениусовская зависимость проводимости для кристаллов iNa l различной степени чистоты. Серия параллельных прямых в примеспой области соответствует проводимости при различных концентрациях примеси, папример Мп +, в то же время единственная линия в собственной области показывает независимость проводимости от содержания примесей. Последнее справедливо, если концентрация примеси очень мала (<1% Мп ). При таком уровне примеси ионы Мп не влияют в заметной степени на энергию активации миграции катионных вакансий. Наклон зависимости в собственной области, больше, чем наклон в примесной области, и если удается определить тот и другой, то это дает возможность рассчитать отдельно Еиит и обр. [c.11]

Доминирующим типом дефектов в Ag l являются дефекты Френкеля, т. е. межузельные (внедренные) ионы Ag+, связанные с катионными вакансиями (гл. 9). Экспериментально показано, что межузельные ионы Ag+ более подвижны, чем вакансии серебра. На рис. 13.6 схематически изображены два принципиально возможных механизма миграции этих ионов. [c.15]

Рис. 13.8. Корреляция энтальпий образования дефектов Шоттки и энтальпий миграции катионных вакансий с температурами плавления галогеиидов лития [1].

Твердые электролиты. Вещества, которые в твердом сос-тоянии обладают ионной проводимостью, получили название "твердые электролиты . Ионная проводимость кристаллических твердых веществ обусловлена наличием ионных дефектов в решетке. Обычно твердые вещества обладают униполярной проводимостью (анионной или катионной), хотя иногда наблюдается и смешанная проводимость. Все твердые электролиты условно можно разделить на две группы. К первой группе от носятся твердые электролиты, у которых число вакансий при обычных температурах в решетке невелико, энергия активации миграции ионов весьма высока (50-150 кДж/моль). Примером таких электролитов может быть оксид циркония, стабилизированный оксидами иттрия, кальция и других металлов (2г02)о 9 ( 2 3)0,1 ( 02)0,85 (СаО)дд5, имеющий проводимость по ионам кислорода О ". Их электрическая проводимость резко возрастает с повышением температуры, поэтому такие электролиты могут применяться лишь при относительно высоких рабочих температурах. Вторая группа твердых электролитов, получивших название высокопроводящие твердые электролиты , имеет относительно высокую удельную электрическую проводимость уже при невысоких температурах, причем их электрическая проводимость относительно мало изменяется с вышением температуры лежит в пределах 13-30 кДж/моль -см. рис. 1.6. Высокая ионная проводимость этих соединений в твердом состоянии обусловлена разупорядоченностью одной из подрешеток (как правило, катионной). Высокой ионной проводимостью обладает соединение Си4КЬС1з12 (О258 = 50 Ом - м" ). В данном случае электрический ток обеспечивается ионами меди. Изучены твердые электролиты [19 20 58 59, с. 114- 46], в которых заряды переносятся нижеприведенными ионами [c.50]

Исследование кинетики превращения С-центров в Л-центры под действием температуры показало, что она хорошо описывается феноменологическим уравнением Авраами, которое широко используется для описания процессов распада твердых пересыщенных растворов. Величина параметра процесса п свидетельствует о сферической форме Л-центров, или о прямоугольной и округлой формах пластин. Обращают на себя внимание более высокое значение энергии активации и низкая скорость процесса превращения С-центров в Л-центры. Причиной этого могут быть прежде всего структурные отличия исследованных алмазов. В частности, включения металла-растворителя в зависимости от их количества, размеров и распределения могут заметно видоизменять процессы диффузии примесных атомов, являясь эффективными стоками избыточных вакансий. Это влияние может усугубляться тем, что в ходе термической обработки, как показали визуальные наблюдения, идут процессы миграции и агрегации включений металла в кристалле. Впрочем, исследование процессов превращения С-центров в А-центры при 1770 К в вакууме показали также существенно более низкие скорости реакции, [c.429]

Прежде всего, при снятии окисиого слоя с определенного участка поверхности изделия, например, ири механической обработке появляется свежая металлическая поверхность, окисление которой обусловливает выделение значительной тепловой энергии, способствующей эмиссии электронов. Поскольку эти процессы являются экзотермическими, первооткрыватель этого явления И. Крамер назвал эмитируемые электроны экзоэлектронами. При пластической деформации появление эмиссии связывают с миграцией вакансий к поверхности металла, где происходит их локализация в окисной пленке, что приводит к перестройке энергетических уровней в запрещенной зоне с высвобождением некоторой энергии, сообщаемой эмитируемым электронам. При образовании микротрещин, возникающих от разрывов в окисной пленке, стенки трещины оказываются электрически заряженными, а дно трещины с пониженной работой выхода действует как источник электронов. Со- [c.661]

Миграция окисных ионов между вакансиями, образованными в ходе дегидроксилирования, может привести к существенному перераспределению льюисовских кислотных центров. Поэтому величина льюисовской кислотности в любом участке решетки цеолита, где содержатся адсорбированные молекулы реактантов, а иногда и продуктов, меняется во времени. Эти авторы также предположили, что изменение во времени грапиентов электростатического поля [93] и бренстедовской кислотности [94] может быть вызвано миграцией катионов. В результате в одной и той же точке условия могут оказаться благоприятными для сильной адсорбции и каталитического превращения, а затем —для десорбции и отвода продуктов. Решить вопрос, насколько обоснованны эти гипотезы, пока трудно. [c.30]

Ш А В 210—320 0,7 Миграция бивакансий к стокам Миграция вакансий к ловушкам [c.199]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология