Медь самодиффузия

Вычисление энергии активации диффузий при различных ее механизмах показывает, что эта энергия при прямом обмене значительно выше, чем при дислоцировании в междуузлие, а последняя больше, чем при переходе на поверхность. Например, энергия активации самодиффузии меди при прямом обмене составляет 16 750, при дислоцировании — 9630, при образовании и диффузии [c.208]

Радиоактивные изотопы " Си (Т /2= 12,8 ч), (7 /2=270 суток), Аи (Ту =2,7 суток) используются в качестве радиоактивных индикаторов, в биологических и медицинских исследованиях. Изотоп меди Си применяют для определения коэффициента самодиффузии в металле и при исследовании кинетики процесса обмена между металлом и растворами его различных солей. [c.149]

В предыдущем разделе упоминалось о четырех возможных механизмах диффузии в твердых телах. Выбор этих механизмов проводится как на основе теоретических оценок, так и при помощи экспериментальных исследований. С помощью представлений о природе химической связи в твердых телах была проведена оценка величины энергии самодиффузии меди для различных механизмов блужданий. Такие расчеты дали для обменного механизма значение 240 ккал/моль (кДж/моль), для движения по междоузлиям 250 ккал/моль (кДж/моль), для циклического обмена четырех атомов 70 ккал/моль (кДж/моль) и для вакансионного 64 ккал/моль (кДж/моль). Опытное значение энергии активации при самодиффузии меди составляет около 50 ккал/моль [c.200]

Подобная картина возникает и при рассмотрении скоростей диффузии. Так, при 725 °С коэффициент самодиффузии меди в объеме составляет около 10 см с [9]. Используя уравнение Эйнштейна [c.201]

Ранее нами уже рассматривались многие из тех процессов, которые могут происходить при отжиге, а именно сегрегация и осаждение примесей в области линейных и поверхностных дефектов, а также связанное с этим возникновение областей повышенного электрического сопротивления, обратимое и необратимое превращение центров свечения, увеличение степени самокомпенсации полупроводниковых кристаллофосфоров и диффузия примесей по дислокациям. При отжиге на воздухе нужно считаться с сорбцией кислорода, а выше определенной температуры — также с окислением основания люминофора. К этому следует добавить возможность полиморфных превращений. Например, при медленном охлаждении или отжиге закаленных ге/сс-2п5-Си-фосфоров, содержащих большое количество меди (1 10 г/г и более), происходит переход от структуры вюрцита к структуре сфалерита [82]. Благоприятное действие избытка меди может быть связано как с повышенной плотностью дислокаций, а потому и собственных дефектов, облегчающих самодиффузию, так и со стимулирующим влиянием хлористой меди u l, имеющей структуру сфалерита . Полиморфные превращения при отжиге наблюдались также у люминофоров других классов, например у aS04-Mn [59]. [c.311]

В последнее время значительное внимание уделяется исследованию процессов самодиффузии и диффузии примесей в полупроводниках — германии и кремнии. Характерна аномально большая скорость диффузии лития, меди и никеля в германии ( 10 см /сек при 800°), приближающаяся к скорости диффузии в жидкостях. Наблюдая движение меченых ионов меди в электрическом поле, а также изучая электрические свойства германия, легированного медью, удалось, например, показать, что в области умеренных температур медь перемещается в германии в форме отрицательных ионов, чему соответствует очень малая скорость диффузии (8-10" см /сек при 500°). В области высоких температур (800—900°) медь перемещается в форме положительных ионов [14]. [c.743]

При изучении процессов самодиффузии, диффузии микрокомпонента и десорбции ионов меди(П) на различных комплекситах методом радиоактивных индикаторов [118] установлено, что процесс самодиффузии описывается уравнением Фика с постоянным коэффициентом диффузии только до степени обмена 0,5—0,7. Процесс десорбции ионов медн(П) не описывается ни моделью Гельфериха с движущейся границей, ни уравнением (2.19). [c.89]

Поскольку значения энергии активации у них получились гораздо меньше, чем для самодиффузии меди в СигО, они пришли к выводу, что скорость окисления определяется скоростью поверхностной диффузии. [c.87]

Очевидно, что подобное рассмотрение далеко не строго. Во-первых, концентрации велики, и поэтому закон действия масс не совсем применим даже когда зона Бриллюэна заполнена 1,7 электрона на атом, у-латунь выступает не как полупроводник, а как металл. Это обусловлено тем, что состояния в углах зоны Бриллюэна соответствуют по энергии разрыву (запрещенная зона) на краю зоны. Далее, концентрация акцепторов пе постоянна, а постепенно уменьшается по мере замещения меди на алюминий. Наконец, вакансии могут удерживать 1,7, а не 2 электрона. Все же из рисунка можно получить общее представление о происходящих явлениях. В частности, становятся понятными изменения в области II. Было бы интересно проверить экспериментально (например, изучением самодиффузии) предположение о постоянном увеличении концентрации вакансий в этой области. [c.303]

Еще ярче недостаточность объяснения изменения диффузионной подвижности одним термодинамическим фактором проявляется во влиянии малых примесей на самодиффузию растворителя. Известно, что наличие малых концентраций посторонних атомов в серебре (например, меди, цинка и др.) р Зко снижает энергию активации самодиффузии серебра, хот [c.274]

Результаты расчета хуже согласуются с опытом, чем для диффузии междоузельных атомов. Если для самодиффузии в альфа-железе согласие удовлетворительное (13% расхождения), то для самодиффузии в металлах С ГЦК решеткой (медь, алюминий) расхождение возрастает до 40%. [c.129]

Еще ярче недостаточность объяснения изменения диффузионной подвижности одним термодинамическим фактором проявляется при рассмотрении влияния малых примесей на самодиф-фузию растворителя. Известно, что наличие малых концентраций посторонних атомов в серебре (например, меди, цинка и др.) резко снижает энергию активации самодиффузии серебра, хотя термодинамические свойства растворителя при малых концентрациях растворенного вещества практически не изменяются. Точно так же наличие углерода существенно изменяет скорость самодиффузии железа в аустените по сравнению с -железом, хотя теплоты их испарения практически одинаковы. Здесь проявляется действие кинетического фактора. [c.273]

Экспериментальную проверку формул (1У.25)—(1У.27) проводили на часпщах меди, никеля, серебра, золота, окиси алюминия и т. д. Было показано, что припекание может протекать в зависимости от режима и способа подготовки частиц по двум указанным моделям объемной самодиффузии при этом наблюдается согласие экспериментальных данных с рассчитанными по уравнениям (1У.25) — (1У.27) [13, 14, 35]. [c.174]

При этом методе тонкий слой радиоактивных атомов обычно наносят на поверхность твердого растворителя или путем электролитического осаждения, или путем конденсации радиоактивных паров, или же путем нейтронного или дейтронного облучения. Затем определяют изменение активности поверхности, вызываемое диффузией радиоактивных атомов вглубь твердого растворителя. Возможность применения этого метода зависит от длины пробега излучаемых а- или р-частиц или ядер отдачи в диффузионной среде. Определения такого рода проводились с целью измерения коэффициентов самодиффузии свинца [Н79, Л87, Н84, Н72, Н85, Н86, 531], висмута [831], золота [М8] и меди [559]. [c.59]

Метод измерения при помощи -активных веществ., 8-Частицы, испускаемые определенным типом ядер, обладают непрерывным спектром распределения энергии к тому же пробег р-частиц значительно больше, чем а-частиц и ядер отдачи. Поэтому метод измерения самодиффузии в твердых телах с применением -активных индикаторов характеризуется меньшей чувствительностью, чем описанные выше методы. Штейгман, Шокли и Никс [S59] определяли коэффициенты самодиффузии меди при различных температурах, применяя изотоп меди Си (12,8 часа). Радиоактивную медь, полученную из цинка по я, р-реакции, отделяли. [c.62]

Было показано, что окисление металлической меди воздухом при 1000°С связано с самодиффузией [В12]. Повидимому, окисленный слой растет за счет диффузии пустых узлов в решетке Си" " с наружной стороны окисленного слоя вглубь металла, сопровождающейся потоком положительных электронных дырок для сохранения электрической нейтральности системы. Энергия активации самодиффузии Си" " в закиси меди при температурах между 800 и 1000° С, как показали опыты, равна приблизительно 37 ккал молъ- [С62]. Энергия активации процесса окисления меди равна 39 2 ккал моль . Это совпадение данных также может служить доказательством предположения о том, что стадией, определяющей скорость окисления меди, является самодиффузия Си в закиси меди [W1, W2, W3, W4]. [c.70]

Теория самодиффузии, более детально разработанная для металлической меди, изложена в ряде статей [Н103, Н104, Н105]. В них показано, что диффузия протекает преимущественно по дырочному механизму. Теоретические значения [c.70]

Определение коэффициента самодиффузии твердых веществ методом снятия слоев. При определении коэффициента самодиффузии этим методом на диск или брусок вещества, самодиффузию нейтральных атомов или ионов в котором хотят исследовать, наносят слой того же вещества, содержащего радиоактивный индикатор (путем электролиза, выпариванием раствора или каким-либо иным способом). Образец в инертной атмосфере нагревают до температуры Т, при которой хотят определить коэффициент самодаф-фузии, и выдерживают его при этой температуре в течение времени t, достаточного для проникновения радиоактивных атомов на заметное расстояние от поверхности образца. Так как диффузия на поверхности протекает с иной скоростью, чем в объеме, остывший до комнатной температуры образец обтачивают с краев и затем определяют концентрацию радиоактивных атомов на различной глубине образца. С этой целью на токарном станке, микротомом, электрохимически, растворением в кислоте или каким-либо иным путем снимают тонкие слои (толщиной от нескольких микрон до 100 микрон) вещества и определяют их активность. Зная точную толщину каждого слоя, по результатам измерения активности находят зависимость концентрации диффундировавшего изотопа от расстояния. Реальная кривая изменения концентрации радиоактивного изотопа Си от глубины его проникновения в монокристалл меди, полученная при 1336° К и при длительности отжига /=4ЛХ X 10 сек, показана на рис. 84. [c.258]

По-видимому, разумнее обратить внимание на недавнюю работу, в которой предпринята попытка исследовать. влияние примесей на поверхностную диффузию. При помощи полеионного микроскопа Мюллер [180] наблюдал ускоренную поверхностную самодиффузию вольфрама в присутствии кислорода в соответствии с этими данными Бреннер [181] оценил, что энергия активации поверхностной самодиффузии иридия уменьшается по меньшей мере на 20 ккал/моль в присутствии кислорода. Бредшоу с сотрудниками [182] проверил эффект кислорода на меди, а Рейд [183] изучил аналогичный эффект на серебре. В этих экспериментах использовали метод рифления границ зерен и было показано возрастание поверхностной самодиффузии, вызванной присутствием кислорода. Особенно интересны исследования на серебре, поскольку в этом случае возрастание диффузии, обусловленное присутствием кислорода, сопровождается увеличением энергии активации, так что возрастание можно приписать преимущественному увеличению предэкспоненциального фактора Do- Этот вывод привел Рейда [183] к предположению, что среднее расстояние скачка активированного атома серебра примерно в 10 раз больше на загрязненной кислородом поверхности, чем на поверхности, свободной от кислорода. [c.175]

Релаксационшле измерения позволяют получить информацию о динамике движшия молекул, определить коэффициенты самодиффузии, энергию активации, исследовать межмолекулярный обмен [54). Установлено, что изменение химического сдвига, вероятно, обусловлено уменьшением количества воды, связанной в гидратные оболочки. По изменению химического сдвига можно оценить изменение степени гидратации в результате магнитной обработки раствора. Так, степень гидратации ионов кальция изменяется на 30—36 %, поверхностный слой водного раствора хлорида меди после магнитной обработки обога1цается диамагнитными ионами С1- и др. [45, 551. [c.37]

Зависимость различных механизмов от исходной структуры и характера химических связей. В учебниках и монографиях обычно приводятся результаты работы Хантингтона и Зейца [17], в которой была рассчитана энергия активации процессов самодиффузии меди по нескольким предположительным механизмам. Было найдено, что непосредственный обмен атомами-соседями (дублетная круговая диффузия) требует энергии активации И эв (253 ккал), смещение атома на поверхности из узла в междуузлие 9,5 эв (219 ккал), зато последующая диффузия по междуузлиям всего 0,5 эв (11,5 ккал), образование вакансии смещением атома (на поверхность) 1,8 эв (42 ккал), а последующая диффузия по вакансиям 1 эа (23 ккал). Наблюдаемая экспериментальная энергия активации самодиффузии меди равна 1,1 эв (48,3 ккал), т. е. наиболее вероятна диффузия по вакансиям с образованием последних по тому или иному механизму. [c.447]

Зинер [18] рассчитал также энергию активации самодиффузии меди для случая квадруплетного поворота. Оказалось, что А = = 3,9 эв (90 ккал)-, не совсем обычный механизм оказался более выгод- ым энергетически, чем, например, диффузия атомов через узкие междуузлия. Уменьшение координационного числа и характера связи изменяет условия диффузии по междуузлиям. [c.448]

Изучение диффузии в металлах и в окисных пленках при помощи радиоактивных изотопов велось также для выяснения процессов образований этих пленок и распространения коррозии. Важный для практики изготов-ления купроксных полупроводников вопрос об образовании медных окси.а(-ных пленок был изучен Вердином с сотр. [1181]. На медь электролитически наносился слой радиоактивной Си , после чего поверхность подвергалась окислению при 1000° в течение 18 мни. При этом медь покрывалась пленкой закиси толщиной 0,13 мм. При охлаждении слой ее, прилегающий к металлу, окислялся до окиси. Изучение распределения активности пр толщине оксидной пленки путем последовательного растворения ее слоев привело авторов к заключению, что оксидная пленка растет за счет диффузии Си в слое окисла и диффузии электронов из металла. При этом ре -зультаты количественно отвечают представлениям о механизме самодиффузии Си" путем миграции этих ионов от одних вакантных мест в решетке к другим, а не путем обмена соседними ионами в узлах решетки. В дальнейшем диффузия Си в окисной пленке была изучена более, подробно [c.451]

Использованию изотопов для изучения диффузии в твердых телах посвящен подробный обзор А. А. AeoBai , и мы здесь остановимся только на исследованиях, близких к промышленности. Укажем, однако, что для самодиффузии меди в медь l найдена энергия активации порядка 45—60 ккал./моль, свинца в свинец — около 28 ккал./моль и цинка в цинк[ =] — только 18 ккал./моль. Диффузия в чистых металлах происходит значительно медленнее, чем в сплавах. В интересной работе 1 J о диффузии меди и серы в минерал халькоцит найдено, что перемещаться внутрь кристалла способны только ионы меди, но не серы. Вообще самодиффузия атомов металла в кристаллическую решетку его соединения требует большей энергии активации, чем для таковой металла в металл] ]. [c.185]

I аилами. Усиление аксиальной координации иона, меди(П) в комплексе Си(В—НР0з).,(Н20)4 (что соответствует возрастанию силы связи медь—фосфоновая группа) в ряду полиамфолиты ПА-6, ПА-3, ПА-11, ПА-10, катионит КМФ коррелирует с ростом времени жизни иона у фосфоновых групп То [17] и с уменьшением коэффициента самодиффузии меди [49]. [c.99]

Первые установки с использованием радиоактивных изотопов для снятия кинетических кривых методом тонкого слоя имели существенный недостаток, так как нужно было прерывать кинетический опыт после определенного времени контакта раствора с ионитом для проведения измерений активности порции ионита под счетчиком. При этом для снятия следующей экспериментальной точки опыты приходилось начинать сначала с новой порцией ионита [79—82]. В последние годы описаны установки с непрерывной записью кинетических кривых [71]. В частности, с помощью этой установки был исследован процесс самодиффузии ионов меди и кинетика десорбции их раствором H I на гранулятах, представляющих собой порошок ионита КУ-2 или СГ-1, скрепленный полиэтиленом в качестве связующего [83, 84]. [c.106]

Теперь — о второй законохмерности. Коэффициент самодиффузии сильно растет с увеличением температуры. Так, для меди (температура плавления 7 пл=Ю84°С) коэффициент самодиффузии при 1062 С несколько больше 10 м7с, а при температуре 685 °С уже меньше 10- м с. Коэффициенты самодиффузии остаются приблизительно одинаковыми для всех металлов при одинаковых Т /Т пл (отношение Г/Гпл называют сходственной температурой при одинаковых сходственных температурах металлы во многих отношениях ведут себя сходно). Так, при Г/Гпл 0,7 0л 10 м /с, а диффузионный путь составляет всего 4 мкм за сутки. При Т /Т пл5 м с, диффузионный путь меньше [c.58]

При температурах более низких, чем темперагура нлавления, разница между и D еще возрастает и тем больше, чем ниже температура. Вакансии сохраняют относительную подвижность даже при низких температурах. Так, мы говорили, что коэффициент самодиффузии меди при комнатной температуре равен по порядку величины 10 м / . Чтобы сдвинуться при этой темпер туре хотя бы на 1 мкм, атому меди нужно 10 ле, а вакансии, для которой /)г,=10 ° м /с,— чуть больше года. Тоже, конечно, не слишком быстро, но все-так i можно дождаться. [c.100]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология