Дефекты кристаллов термические

Процесс старения оксалата свинца изменяет число и распределение дислокаций в кристаллах. Автор старался подчеркнуть значение дефектов кристалла в механизме реакций термического разложения, которые он подразделяет на два класса в зависимости от того, идут ли эти реакции с переносом или без переноса заряда [66]. [c.109]

Особенности энергетической структуры твердого тела, обусловленные слиянием энергетических уровней отдельных частиц в полосы или зоны, влияют на процессы ионизации п рекомбинации электронов и положительно заряженных дырок. Захват электронов в дефектах кристаллов и последующее их высвобождение при термическом или радиационном возбуждении также могут иметь значение для вторичных процессов, происходящих при взаимодействии таких электронов с нейтральными или заряженными частицами . [c.285]

Предположение о том, что при термической обработке шихты достигаются равновесные концентрации точечных дефектов, позволяет, пользуясь термодинамическим методом, составить систему уравнений, учитывающую все основные процессы образования такого рода дефектов. Вследствие трудностей прямого экспериментального определения констант равновесия процессов, участниками- которых являются дефекты кристаллов, особое значение приобретают уже использовавшиеся методы статистической термодинамики. В этом случае значения ряда констант находятся на основе данных о структуре и расположении энергетических уровней кристаллофосфора. Таким образом, при решении рассматриваемой задачи то, о чем шла речь в первой и второй частях книги, как бы объединяется в одно целое. [c.178]

Другими словами, необходимы систематические определения эффективных зарядов или парциальных чисел переноса , а также теплот переноса примесных ионов. Значения этих величин дают нам меру взаимодействия химических дефектов с термическими дефектами ионных кристаллов. [c.191]

Скорости рекристаллизации и спекания при прочих равных условиях зависят от величины удельной поверхности и исходной пористой структуры катализатора, т. е. от степени удаленности от равновесного состояния. Это подтверждается экспериментальными данными, полученными при изучении спекания мелко- и крупнопористой окиси цинка электронномикроскопическим методом [114], которые показали, что мелкопористая окись цинка обладает меньшей термической устойчивостью, чем крупнопористая. Этим авторы объясняют наблюдающуюся в некоторых случаях быструю дезактивацию катализаторов. Кроме того, если в мелких кристаллах пористого тела имеются искажения и дефекты кристаллической решетки, то скорость спекания при высоких температурах резко возрастает по сравнению с кристаллическим пористым телом, в котором большая часть искажений и дефектов снята термической обработкой при невысоких температурах [105, 108]. [c.32]

Под термическим старением понимают процессы, приводящие к образованию осадка с небольщим запасом энергии без участия растворителя. Суть их заключается в том, что при термической обработке осадка ставшие мобильными компоненты решетки диффундируют с участков с более высокой энергией на участки с меньшей энергией. Эти процессы в соответствии с небольшой скоростью диффузии в твердых телах и высокой энергией решетки обычно становятся заметными только при относительно высокой температуре, часто соответствующей там-мановской температуре релаксации, которая равна примерно половине абсолютной температуры плавления. Однако и при более низких температурах благодаря насыщенным растворам, которые образуются в виде поверхностной пленки при адсорбции влаги воздуха, могут протекать процессы упорядочения, связанные с уменьшением энергии. Например, термическое старение поверхности бромида серебра происходит уже при комнатной температуре, что вызвано высокой подвижностью ионов, обусловленной дефектами решетки. Кристаллы сульфата свинца медленно упорядочиваются при комнатной температуре, если они находятся в атмосфере с 85%-ной влажностью. Для сульфата бария эффект термического старения наблюдается только при 500°С. [c.208]

Кроме ионной, в кристаллах может существовать и электронная разупорядоченность, приводящая к электронным дефектам. Последняя возникает при термическом расщеплении валентных свя-зяй, в результате которого образуются одинаковые количества свободных электронов и дырок. Такая разупорядоченность характерна для кристаллических полупроводников, например Si, Ge, Si . [c.172]

Влияние линейных и плоских дефектов на свойства твердых тел. Более сложным видом нарушений структуры кристалла являются линейные дефекты или дислокации. Их возникновение обусловлено нарушением местоположения целой группы частиц, размещенных вдоль какой-либо воображаемой линии в кристалле. Возникновение дислокаций требует большой энергии, поэтому их число мало зависит от температуры кристалла и в обычных кристаллических образцах имеет порядок 10 —10 в 1 см . Как правило, дислокации образуются в процессе выращивания кристалла или при его механической и термической обработке. [c.81]

Изучение пористости пленок ЗЮ на кремнии. Пленки ЗЮ , используемые в технологии полупроводниковых приборов, не должны содержать сквозных пор. Неудовлетворительная сплошность пленок часто является причиной технологического брака. Макродефекты структуры пленки обычно представляют собой поры, образую-ш,иеся при несовершенном росте окисла, границы кристаллов (если стеклообразная пленка склонна к рекристаллизации) микротрещины, формирующиеся из-за несоответствия коэффициентов термического расширения подложки и пленки. Последние два вида макродефектов встречаются на относительно толстых пленках и могут быть устранены изменением технологического режима. Причиной порообразования могут быть определенные виды загрязнений и структурных дефектов на исходной поверхности кремния. Часто поры могут образовываться за счет окклюзии (захвата) газов, а также при слиянии точечных дефектов (вакансий) в кластеры. Наличие пор в значительной мере осложняет использование оксидной пленки в качестве маскирующего покрытия (поскольку поры являются каналами диффузии) и для изоляции (вследствие возможных замыканий алюминиевой разводки на тело прибора). Как пассивирующее покрытие пленка также непригодна, потому что при этом не обеспечивается герметичность структуры. [c.122]

Одним из типов дефектов, обнаруживаемых в кристаллах, являются вакансии кристаллической решетки или точечные дефекты, при которых недостает одного атома в узле кристаллической решетки, обычно занимаемом таким атомом окружающие атомы медленно перемещаются в направлении к этому незанятому узлу. Вакансии образуются в результате термического возбуждения, при зтом число вакансий на единицу объема в металле приблизительно равно числу атомов на единицу объема пара, находящегося в равновесии с данным металлом. В больших количествах вакансии могут возникать под влиянием бомбардировки металла частицами высокой энергии или под действием рентгеновских лучей. [c.508]

Лит. Болдырев В. В., Влияние дефектов в кристаллах на скорость термического разложения твердых веществ, Томск. 1963 Розовский А. Я., Кинетика топохимических реакций. М., 1974 Продан Е. А., Неорганическая топохимия, Минск, 1986. См. также лит. при статьях Реакции в твердых телах, Химия твердого тела. Г. Н. Герасимов [c.613]

Однако это не единственный путь повышения прочности конструкционных металлов. При пластической деформации, от которой как раз и требуется уберечь металлические изделия, происходит движение дислокаций, поэтому можно увеличить прочность, если затруднить эти движения. Последнее можно сделать, например, за счет увеличения количества дефектов в кристаллах путем введения посторонних атомов (легирующие добавки), а также за счет соответствующей обработки, в первую очередь, термической. Все эти вопросы в настоящее время очень широко освещены в литературе . [c.263]

Как уже отмечалось, наиболее характерным структурным дефектом синтетических кристаллов алмаза являются дисперсные замещающие углерод атомы азота (С-центры), концентрация которых обычно составляет 102 м-з. В природных же кристаллах азот присутствует чаще всего в агрегированной форме — в виде Л-центров с концентрацией до 10 м . При изучении превращения С-центров в Л-центры в результате отжига кристаллов концентрация одиночных замещающих атомов азота до (Со) и после (С() термической обработки измерялась методами ЭПР и ИК-спектроскопии путем определения коэффициента поглощения наиболее интенсивной полосы соответствующей системы. Величины Со и t усреднялись для каждого кристалла из определений двумя указанными методами. При этом методом ИК-спектроскопии контролировалось появление Л-центров после термической обработки измерением коэффициента поглощения на частоте 1282 см (а 1282) с учетом наложения системы С-центров. Общее количество образцов, обработанных при различных температурах и продолжительности выдержки и исследованных методами ЭПР и ИК, составляло 52 кристалла. [c.428]

В кристаллах ИАГ, выращенных методом Чохральского, наблюдаются дефекты, присущие кристаллам, выращенным другими методами (трещины, включения посторонних твердых фаз, продуктов диссоциации оксида алюминия, границы блоков дислокации и другие), а также специфические данному методу дефекты ( объемный дефект и поперечная полосчатость). Растрескивание кристаллов, обусловливаемое высокими термическими напряжениями, может быть предотвращено уменьшением осевого температурного градиента путем экранирования кристалла сверху. [c.206]

Поскольку образование тепловых дефектов является процессом вероятностным, а вероятность термически активируемого флуктуа-ционного перехода атома из узла на поверхность кристалла или в междоузлие пропорциональна величине ехр(—Е кТ), где Е — энер- [c.84]

В настоящий момент наибольшее значение имеет следующее обстоятельство. Для недостроенных частиц, которые можно рассматривать как кристаллы с биографическими дефектами, и при термической диссоциации решетки с образованием равновесных дефектов происходит одновременно малое изменение средних координационных чисел атомов в поверхностном слое металл-а и увеличение доли атомов, доступных для хемосорбции (рис. 2). Однако это имеет значение только для кристаллов меньше 20 А. Расчеты, приведенные в работе (8], по- [c.148]

Термические и биографические дефекты поверхности возникают в заметном количестве только для наиболее мелких кристаллов. Однако и в этом случае не изменяется заметным образом оценка свойств поверхности с помощью хемосорбционных данных. Дело в том, что эти изменения не нарушают корреляции между структурными и хемосорбционными данными. Например, если частица, изображенная на рис. 1,6, на каждой грани содержит по 1,2 или 3 атома, она по-прежнему доступна для хемосорбции водорода больше чем на 95% и содержит атомы с низкими координационными числами от 4 до 7. [c.149]

Возможен и совершенно иной подход. Изучение деплетивной хемосорбцин на окислах-полупроводниках (стр. 197) привело к применению теории граничного слоя к кинетике и величине хемосорбции [56, 57]. Таким путем были выведены изотермы, точно описывающие хемосорбцию, причем оказалось возможным представить ее скорость уравнениями, соответствующими медленным процессам хемосорбцин, описанным в разд. 6 (Б) данной главы. Эта теория была распространена и на кумулятивную хемосорбцию, что свидетельствует о ее успехе. Кумулятивная хемосорбция в большой степени подобна хемосорбции на металлах, и так как адсорбент проявляет свои дефекты в кумулятивной хемосорбцин, целесообразно исследовать ее как основу хемосорбцни на металлах. Волькенштейн [87] считает, что вместо ряда центров, идентичных с решеткой металла, в качестве первоначальных центров хемосорбции действуют дефекты кристалла и что, кроме ряда врожденных дефектов поверхности, новые центры могут создаваться термически или при адсорбции газа на дефекте. Медленную хемосорбцию рассматривают скорее как результат медленного образования центров термическим путем, являющегося активируемым ско-рость-определяющим процессом реакции, а не как простое взаимодействие центров с газом. Кроме того, он показал, что можно вывести обычные изотермы при соответствующем выборе кинетики реакций, приводящих к образованию дефектов. Такие расчеты пока еще не очень распространены и проверены. Аналогичные расчеты были использованы Тэйлором и Тоном [88] для объяснения медленной активированной хемосорбцни. Предположение, что уменьшение теплоты адсорбции с увеличением заполнения поверхности [(е), стр. 208] обусловлено изменением работы выхода [77, 78], так что уже адсорбированный газ влияет на центры, доступные последующей адсорбции, совпадает с представлениями Волькенштейна. Существуют некоторые несомненные доказательства того, что хемосорбция на пленках начинается на дефектах или вблизи от них. [c.210]

Несовершенные кристаллы y-Ti Ia, полученные при восстановлении TI I4 триэтилалюминием с последующей термообработкой при 160°С в течение 1 ч, а также кристаллы V I3, полученные при термическом или фотохимическом восстановлении V U на поверхности стекла, в процессе газофазной полимеризации частично диспергируются [805, 813, 817]. Диспергирование происходит под влиянием напряжений, создаваемых полимерными цепями в местах дефектов кристалла. [c.213]

В настоящее время является общепризнанным представление о существовании в кристалле термических дефектов , которые обусловливают ряд свойств реальных кристаллических структур и особенно отчетливо проявляются в явлениях переноса. Впервые гипотеза о термических дефектах была предложена в 1926 г. Я. И. Френкелем [1], который постулировал, что в результате тепловых флуктуаций некоторые ионы покидают свои нормальные места в решетке, занимая места в межузлиях (рис. 1,а). Впоследствии Шоттки [2] предположил, что равное число катионов и анионов уходит со своих нормальных мест в )ешетке, создавая катионные и анионные вакансии (рис. 1, б). Лримером систем с преобладанием дефектов по Френкелю служат некоторые галогениды серебра (А С1 и AgBг). Предполагается, что в щелочно-галоидных кристаллах термические нарушения принадлежат к типу дефектов по Шоттки. [c.10]

Измерения термоэ.д.с. — простейшие опыты, которые несут полезную информацию, но, к сожалению, обременены необходимостью теоретических расчетов контактного потенциала электрод — кристалл или, что трудно выполнимо, исключением этого параметра удачным выбором условий опыта. Далеко не всегда можно подыскать обратимые (по отношению к соответствующему иону кристалла) электроды, для которых теория дает достаточно строгую температурную зависимость контактного потенциала, тем самым точную величину 0гет- Даже, в казалось бы, простейшем случае галогенидов щелочных металлов таких электродов пока что нет. В подобных случаях теория сомнительна и неоднозначна, а эксперимент плохо воспроизводим. Тем самым вполне естественно стремление перейти к прямым определениям коэффициентов Соре, однако такие эксперименты лишь начинаются и притом ограничиваются термодиффузией примесных ионов, хотя подобное ограничение и не является принципиальным. Мы остановимся на случае изучения состояния химических дефектов методом термической диффузии, проиллюстрировав имеющиеся возможности на примере нескольких работ. [c.188]

Все эти данные приводят к выводу, что обычная калиевая соль Курроля, полученная дегидратацией однозамещенного ортофосфата калия, представляет собой полифосфат с нормальной цепью и высокой степенью полимеризации. Как отмечалось раньше, изменяя термическую обработку однозамещенного ортофосфата калия, можно получить цепи, содержащие от нескольких сотен до нескольких миллионов атомов фосфора, причем более длинные цени получаются при более высоких температурах и более продолжительном нагревании. Как и в случае многих кристаллических органических высокополимеров, очень большие изменения молекулярного веса не влияют на кристаллическую структуру. Это происходит потому, что отдельные цепи состоят из большого числа элементарных ячеек и, вероятно, заканчиваются на дефектах кристалла и у мест соединений между микрокристаллитами. Для калиевой соли Курроля с молекулярным весом 2-10 высший предел в наблюдаемом интервале) средняя цень состоит из 10 элементарных ячеек в кристалле. Результаты ультрацентрифугирования показывают, что происходит распределение молекул по размерам и что оно необычно четкое но сравнению с аморфными перестраивающимися системами, включающими полимеры, например стекловидными полифосфатами. [c.55]

Пикнометрическая плотность по этиловому спирту отражает плотность упаковки кристаллов с учетом межкристаллитовых пор и структурных дефектов соответствующих размеров. Показатель du весьма важен как фактор суммарной оценки степени упорядочения структуры того или иного типа кокса. Меньшие чем 2,08 г/см значения пикнометрической плотности отражают неудовлетворительные структурные характеристики, в том числе повышенный коэффициент линейного термического расширения. [c.35]

Переход гетита в гематит происходит через структурнонеупорядоченную фазу -РеаОз. Природный оксид железа РеО (вюстит) при 567 К окисляется в гематит. При температурах выше 773 К все оксиды железа, независимо от хода полиморфных превращений, подвергаются термической диссоциации, сопровождающейся потерей кислорода. В результате в кристаллах соответствующих оксидов возникает большое число точечных дефектов и их состав отклоняется от стехиометрического. [c.120]

Наряду с точечными в кристаллах существуют линейные дефекты, которые соответствуют смещению целых рядов атомов. Они называются дислокациями. Дислокации появляются под действием механических и термических напряжений. Существует два типа дислокаций— краевые и винтовые. Краевая дислокация представляет собой незавершенную атомную плоскость, находящуюся на границе между частью кристалла, в которой произошел сдвиг, и той, где он не произошел. Из рис. XIII.4 видно, что при этом образуется лишняя полуплоскость. Линия, вдоль которой произошел сдвиг, называется линией дислокации. [c.167]

Структурные дефекты — это энергетически возбужденные состояния кристалла, связанные с изменением способа заполнения узлов решетки. При термическом равновесии кристалла реализуется вполне определенная часть энергетических возбужденных состояний, поэтому частично разупорядоченная (дефектная) решетка— это равновесная решетка, а степень равновесной разупо-рядоченности зависит от температуры и свойств изучаемого кристалла. [c.269]

На основании зависимости поглощенной кристаллом ВаОг энергии от продолжительности механической обработки в дезинтеграторе предложена схема энергетических уровней (рис.8), позволяющая исследовать кинетику процесса механической активации. Схема дает возможность интерпретировать данные термического анализа с точки зрения образования в результате механической обработки неравновесных состояний в твердых телах. Вышеприведенный подход анализа явления механической активации, посредством ДТА, позволяет оценить следующие фундаментальные характеристики индивидуального вещества в неравновесном состоянии 1) величину энергии, аккумулированной кристаллической решеткой в результате механического воздействия 2) ширину энергетической зоны неравновесных состояний 3) потенциальный барьер, удерживающий атомы в дефектах решетки 4) времена жизни неравновесных состояний при различных температурах. Величины энергий (рис.8) придают новый смысл традиционно измеряемым в методе ДТА параметрам механически активированных образцов. Нелинейная зависимость АН от числа циклов обработки дает возможность рассматривать последствия интенсивной механической обра- [c.33]

Таким образом, по конечному результату процесс термической обработки близок к электролизу на воздухе, но, в отличие от последнего, вынос щелочных ионов-компенсаторов при этом не наблюдается. В этом отношении процесс термохимической обработки ближе к электролизу в вакууме. Различия в поведении кристаллов, которые очищены от щелочных ионов, и кристаллов, в которых эти ионы, несмотря на ту или иную обработку, сохранены, особенно наглядно видны по результатам реакторного облучения. Если образцы, подвергшиеся термохимической обработке или электролизу в вакууме, после реакторного облучения дозой 1 10 нейтрон/см восстанавливают способность обесцвечивания при нагревании или окрашиваются при -уоблучении, то образцы после электролиза на воздухе эти свойства не восстанавливают. Этот факт лишний раз свидетельствует о важной роли щелочных ионов как компенсаторов исходных дырочных центров, так и электрон-захватывающих дефектов, образующихся при облучении. [c.146]

Наряду с этим изучалось влияние термобарической обработки на электрическое сопротивление монокристаллов алмаза. Сопротивление образцов определялось мостом Р4053 или с помощью измерителя малых токов ИН Т-0,5. Установлено, что нелегированные и легированные бором (р-тнп проводимости) кристаллы не изменяют своего сопротивления до температуры 2070 К при длительности отжига до 2 ч. В то же время электрическое сопротивление легированных Л -образцов (п-тип проводимости) с увеличением температуры отжига с 1770 К до 2120 К и при длительности ее воздействия 2 ч увеличивается на два-три порядка (до 10 —10 з Ом-м), но не достигает еще уровня нелегированных ( 10 Ом-м). Возможно, отсутствие в природе кристаллов алмаза с электронным типом проводимости и объясняется низкой термической стойкостью соответствующих электрически активных дефектов. [c.438]

На примере кристаллов граната с лютецием было изучено влияние высокотемпературного отжига на поглощение АВ. Известно, что отжиг кристаллов уменьшает внутренние напряжения и устраняет некоторые дефекты в структуре, которые в свою очередь могут повлиять на акустические характеристики граната. Измерено затухание АВ в неотожженных образцах ИАГ состава (У д Еи с)зА15012 и в образцах после отжига. Термический отжиг 13 Заказ № 270 93 [c.193]

Необходимо отметить, что термические методы изменегшя реакционной способности минералов основаны на изменении их структуры или на их разрушении. Нагрев с последующим медленным охлаждением, не вызывающий таких изменений, наоборот, приводит к совершенствованию поверхности кристаллов, уменьшению дефектов, выравниванию микротрещин и т. д., в результате чего устойчивость минералов повышается. [c.98]

Реальные металлические материалы, как правило, являются по-ликристаллическими, то есть состоят из множества отдельных кристаллов, которые в общем случае имеют неправильную форму и называются кристаллитами или зернами. В отличие от идеальных кристаллов, в которых атомы кристаллической решетки расположены строго периодично, реальные кристаллы всегда имеют нарушения регулярности структуры (разупорядоченность), которые называются дефектами. Основными причинами отсутствия у реальных конструкционных металлических материалов идеального кристаллического состояния являются неравновесные условия кристаллизации металла, присутствие в его составе легирующих и примесных элементов, деформация кристаллической решетки вследствие воздействия на нее в процессе изготовления изделий механических, термических, радиационных и других факторов. [c.23]

Кроме рассмотренных выше для кристаллов характерны линейные дефекты (дислокации), когда смещается целый ряд атомов Такие дефекты возникают под действием механических и термических факторов, а также в процессе роста кристаллов Дислокация может быть краевой, когда в кристалле появляется дополнительная неполная плоскость, и винтовой, когда вокруг линии дислокации образуется иаклониая плоскость в виде спирали При деформациях кристаллов дислокации и их скопления могут перерастать в ультрамикротрещииы, наличие которых преимущественно и определяет прочность кристалла [c.239]

В 1925 г. Тейлор [40] предположил, что на поверхности катализатора имеются активные центры — специфические образования, содержащие относительно небольшое число атомов металла с аномально низким координационным числом (числом ближайших соседей). Другим фактором, влияющим на структуру поверхности катализатора, является индекс кристаллографической грани. Несмотря на значительное количество экспериментальных исследований, картина остается недостаточно ясной, особенно в отношении активных центров Тейлора и роли поверхностных дефектов. Возникающие затруднения можно проиллюстрировать несколькими примерами. Шутер и Фарнсуорт [41], исследуя реакцию обмена Нг — D2 на кристаллах никеля, очищенных в сверхвысоком вакууме (СВВ), не обнаружили различия в активности подвергнутой бомбардировке ионами поверхности до и после термического отжига. По-видимому, достаточно уверенно можно заключить, что топография поверхности этой системы не влияет на протекание реакции. Однако Ухара и др. [42] нашли, что с увеличением продолжительности отжига никеля, подвергнутого холодной обработке, каталитическая активность в отношении орто — пара-превра-щения водорода уменьшается. Расхождение между результатами указанных работ, несомненно, связано с влиянием поверхностных примесей, которому Ухара и др. не уделили достаточного внимания. [c.35]

Ионизация металлов под действием рентгеновского, ультрафиолетового и даже видимого излучения была установлена в связи с изучением т К называемой экзоэлектронной эмиссии . Эта. эмиссия наблюдается обычно при комнатной или несколько повышенной температуре с поверхностей сильно нарушенных кристаллов с большим количеством дефектов и измеряется счетчиком Гейгера. При объяснении этого явления предполагается, что механическая обработка или облучение приводит к образованию на шоверхности металла дополнительных уровней дефектов с пониженной. работой выхода, так что для выброса электронов достаточна термическая энергия уже при комнатной температуре. [c.157]

Механизм диффузионных процессов в твердых телах можно понять, если использовать наши сведения о кристаллической структуре твердых тел. В равновесии атомы твердого тела совершают тепловые колебания около узлов кристаллической решетки. В идеальной структуре твердого тела все узлы решетки совершенно равнозначны и процесс диффузии происходить не может. Однако в реальном кристалле нри заданной температуре сзш],ествует некоторое число термических дефектов — нарушений кристаллической решетки. Впервые гипотеза о термических дефектах, согласно которой в результате тепловых флуктуаций некоторые ионы могут покидать свои нормальные места в решетке и Ьереходить в положения между другими узлами (межузлия), была предложена Френкелем [13]. Впоследствии Шоттки [14] предположил также, что в ионных кристаллах равное число катионов и анионов может уходить со своих нормальных мест в решетке, создавая катионные и анионные вакансии. Примером систем с преобладанием дефектов по Френкелю могут служить некоторые галОгениды серебра (АдС1, AgBr). В "кристаллах галогенидов щелочных металлов термические дефекты принадлежат к типу дефектов по Шоттки [15]. [c.43]