Междуузельные атомы

Все атомные дефекты, взаимодействуя с электронами проводимости или дырками, в зависимости от их химической природы могут проявлять донорные или акцепторные свойства, аналогичные свойствам примесных атомов. Так, если внешняя электронная оболочка междуузельных атомов заполнена меньше чем наполовину, как в случае электроположительных элементов, атом склонен терять эти электроны, передавая их в зону проводимости кристалла и превращаясь в положительный ион. При этом атом действует как донор. В противном случае междуузельные атомы предпочтительнее превращаются в отрицательные ионы, играя роль акцепторов. [c.41]

При рассмотрении неупругости кристаллов обычно учитывают следующие механизмы внутреннее трение, обусловленное точечными дефектами (в том числе структурными примесями) релаксация по границам зерен и неоднородностей внутреннее трение, связанное с дислокациями релаксационные потери, связанные с диффузией междуузельных атомов и вакансий. Все эти механизмы приводят к различного рода релаксационным явлениям в кристаллических материалах, которые могут быть охарактеризованы их релаксационным спектром, т. е. совокупностью времени релаксаций Ет,. Таким образом, если релаксация явления [c.139]

В синтетических алмазах, полученных в никельсодержащих системах, наблюдается при 7 <150 К изотропный ( мо = 2,032 0,001) спектр электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) из одной линии (наряду с триплетом, обязанным дисперсному парамагнитному азоту). Ранее были высказаны различные предположения о природе этой линии. Во-первых, считалось, что наблюдаемый спектр обязан никелю N1 + с конфигурацией 3 и эффективным спином 5=1/2 или N1 с конфигурацией Зс1 и связанной дыркой в валентной оболочке, подобно никелю в германии с эффективным спином также 5=1/2. Во-вторых, данная линия связывалась с междуузельным атомом углерода (система с 5=1 н Ь=1 не является хорошим квантовым числом из-за слабой спин-орбитальной связи). [c.426]

Статистическое рассмотрение нестехиометрических соединений с малым отклонением от стехиометрии изложено в работе Вагнера и Шоттки [2]. В этом случае можно было пренебречь взаимодействием дефектов. В случае же большого отклонения взаимодействие дефектов решетки играет очень большую роль. Применяя метод Лагера [61], исследовавшего систему палладий — водород, Андерсон [62] исходил из представлений о вакансиях и междуузельных атомах и ионах при этом он показал, что, учитывая взаимодействие дефектов, можно получить хорошее совпадение с опытом выведенного соотношения для формы и расположения изотерм давление-состав. Риз [63] недавно подошел к решению вопроса другим путем, но основываясь на тех же обш,их положениях. [c.73]

Если металл Ме находится в соприкосновении с одним из его окислов, например МеО, то в такой системе возможны различные реакции. Во-первых, металл может растворяться в окисле в виде междуузельных атомов, обозначаемых символом Meo. Эта реакция выражается уравнением [c.447]

У краевой дислокации, показанной па рис. 286,а, вдоль оси дислокаций I имеются атомы с двумя незавершенными связями (например, атомы 1 и 2). Краевая дислокация на рис. 286,6 может возникнуть путем атомной перестройки, при которой атомы сдвигаются со своих мест, свободные связи соединяются и образуются парные валентные связи. Такое преобразование может осуществляться при достаточно высоких температурах путем диффузии вакансий или междуузельных атомов, т. е. переползанием. [c.334]

Атомные дефекты проявляют себя во многих физико-химических процессах как электрически заряженные частицы. Так, в кристалле германия, состоящем из электронейтральных атомов, вакансии обнаруживают довольно высокую электроотрицательность и могут захватывать электроны из валентной зоны, превращаясь в отрицательно заряженные центры. Образование такой отрицательно заряженной вакансии равносильно удалению из кристалла нейтрального атома германия и замене его электроном. Аналогично, междуузельные атомы металла в валентном кристалле, например атомы лития в германии, могут находиться в двух состояниях в виде нейтральных атомов или положительно заряженных ионов. Естественно, что такие заряженные дефекты создают в окружающей области кристалла электрическое поле, подобное полю заряженных ионов в растворах электролитов. [c.26]

Для дальнейшего необходимо предположить, какими свойствами— донорньши или акцепторными — обладают рассматриваемые атомные дефекты. Поскольку М обозначает электроположительный элемент, а X — электроотрицательный, естественно предположить, что междуузельные атомы М обладают свойствами доноров, а междуузельные атомы X — акцепторов. Антиструктурные дефекты ведут себя иначе. Если атом электроположительного элемента М имеет меньшее число валентных электронов, чем замещаемый им электроотрицательный атом X, то дефект Мх обладает свойствами акцептора (см. раздел 1.6), напротив, дефект Хм обладает свойствами донора. Таким образом, реакции ионизации рассматриваемых атомных дефектов протекают согласно уравнениям [c.125]

Примесные нестехиометрические соединения имеют, как правило, несколько локальных донорных или акцепторных уровней в запрещенной зоне, из которых одни связаны с собственными атомными дефектами — междуузельными атомами или вакансиями, а другие — с примесными центрами, рассмотренными в предыдущем разделе. [c.44]

Трехмерные (объемные) дефекты представлены, главным образом, порами и различного рода инородными включениями. Поверхность пор в принципе обладает теми же свойствами, что и плоская поверхность в частности, она служит источником или стоком вакансий и междуузельных атомов [30]. [c.47]

Рассмотрим сначала кристалл простого вещества А, содержащий следующие дефекты вакансии междуузельные атомы А1 и примесные атомы Р, образующие дефекты замещения Ра - в узлах решетки А. Эффективные заряды дефектов е считаем произвольными. [c.59]

Рассмотрим основные квазихимические реакции, приводящие к образованию незаряженных дефектов в решетке чистого металла М — вакансий и междуузельных атомов М1> , считая эти реакции равновесными. [c.72]

Формулы (3.3) и (3.7) для равновесных концентраций вакансий и междуузельных атомов аналогичны и отличаются энергиями реакций, поэтому в кристаллах должны преобладать те дефекты, для которых энергия реакции образования меньше. [c.74]

Рассмотрим бинарное интерметаллическое соединением АВг с металлическим характером энергетического спектра электронов. В таком соединении могут существовать следующие нейтральные атомные дефекты междуузельные атомы обоих сортов, вакансии и неправильно занятые узлы в обеих подрешетках. Для сохранения баланса чисел узлов и атомов эти дефекты должны образовывать парные комбинации. Наиболее важны следующие три такие комбинации. [c.76]

Б. Дефекты Френкеля — междуузельные атомы одного из компонентов и вакансии в подрешетке этого же компонента [c.76]

Соотношения для междуузельных атомов В и вакансий в подрешетке В совершенно аналогичны. [c.77]

Эти системы совершенно аналогичны системе уравнений (3.28) и (3.29), поэтому их решения можно получить из решения (3.30) заменой [У в] на [А] ] и на [В1><], а константы Шоттки /Сз — соответственно на Кра и К в- На графике рис. 3.1 кривые для междуузельных атомов совпадают с кривыми для вакансий при разупорядоченности Шоттки. [c.83]

Как и в случае ионной проводимости, при описании диффузии в твердых телах существует неоднозначность выбора носителей. С одной стороны, при слабой разупорядоченности можно считать носителями точечные дефекты — вакансии и междуузельные атомы (ионы). В этом случае их коэффициенты диффузии получаются при непосредственной подстановке формул (6.40) и (6.41) для подвижности дефектов в соотношение Нернста— Эйнштейна (6.118) [c.215]

При малых концентрациях междуузельных атомов [k ]< 1, [Vi] [к] 1, и на основании (6.123) имеем [c.243]

При равновесных условиях концентрации вакансий и ад-атомов имеют определенные значения при каждой определенной температуре эти значения поддерживаются равновесными реакциями их образования в местах зарождения или стока, например в местах излома ступеней роста. Более того, даже при отсутствии ступеней роста или других мест зарождения дефектов возможно образование пар дефектов на атомно-гладкой поверхности, когда какой-либо атом из поверхностного слоя переходит в ад-состояние и затем путем поверхностной диффузии удаляется от образовавшейся при этом поверхностной вакансии. Этот процесс можно уподобить образованию дефектов Френкеля в объеме кристалла, при этом ад-атом выступает аналогом междуузельного атома. Описанная реакция может [c.282]

В твердом теле флуктуации энергии атомов, согласно изложенному выше, будут приводить к разрывам межатомных связей и перегруппировкам атомов. Это ведет, например, к сублимации (удалению атомов с поверхности твердых тел), к появлению в кристаллах междуузельных атомов и образованию вакансий, к термической деструкции цепных молекул в полимерах и т. д. Эти термофлуктуационные процессы могут происходить как в нагруженном теле, так и ненагруженном. Действие же механических напряжений существенно изменяет скорости этих процессов и обусловливает их направленность, препятствуя актам рекомбинации. [c.114]

В кристаллической решетке металлов возможны различные процессы активационного характера, которые в общем можно разделить на процессы образования разных дефектов точечных, линейных и поверхностных, и на процессы перемещения дефектов. Например образование вакансий и междуузельных атомов, движение и взаимодействие точечных дефектов, испарение атомов (с поверхности или во внутренние полости), коагуляция вакансий и т. д. [c.122]

Не останавливаясь на полученных пока результатах, отметим лишь, что изучение кинетики образования и движения дефектов в твердых телах должно иметь прямое отношение к проблеме кинетики разрушения (хотя подобные корреляции еще не выявлены), ибо существуют мнения, что субмикроскопические или макроскопические разрывы сплошности могут образовываться путем постепенного движения и слияния вакансий [133, 134] или дислокаций [923, 924, 928] или путем переноса междуузельных атомов [925]. [c.272]

Механизм междуузельных переходов. В работе [926] был предложен междуузельный механизм пластической деформации и разрушения. Считается, что в области умеренных и низких температур большая роль в развитии разрушения и деформирования кристаллических тел принадлежит процессу образования междуузельных атомов и переносу вещества с их помощью. [c.480]

Согласно [926] химический потенциал междуузельных атомов вблизи их источника повышается пропорционально напряжению на величину [c.481]

Начиная с некоторого значения напряжения ст, перенос массы вещества междуузельными атомами превзойдет перенос вещества вакансиями. При о > ст зависимость интенсивности междуузельного потока от температуры и напряжения будет описываться уравнением [c.481]

СХОДНЫМ с уравнением для долговечности. При этом константа и о, равная энергии образования междуузельного атома, оказывается близкой к энергии сублимации, а коэффициент у соот ветствует параметрам дислокационных сеток [c.481]

В обзоре по самодиффузии в соединениях A iB i [103] показано, что при обычных температурах прокаливания ( 700°) большинство соединений тина Ai B i содержит большие количества междуузельных атомов металла и халькогена. Эти междуузельные образования электрически неактивны при комнатной температуре, но могут, по-видимому, взаимодействовать с вводимыми донорами и акцепторными примесями, образуя атомнодиспергированные включения второй фазы. [c.151]

Незачерненные кружки — вакантные узлы, зачерненные —междуузельные атомы. [c.179]

Расчеты, выполненные на основе модели разупорядочности, для случая энергии атомов отдачи, типичной для реакции п, у), не подтверждают предположений о возникновении характерных для модели горячей зоны высоких температур, продолжительности существования перегретой области и коллективного характера нарушений кристаллической решетки. Они указывают лишь яа сравнительно незначительные локальные, события образоваяия вакансии, междуузельных атомов и цепочек замещения при этом прыжки, совершаемые отдельными атомами, обычно не более одного межатомного расстояния. [c.243]

Междуузельные атомы могут объединяться в гантель, в неустойчивую линейную конфигурацию ( кроудион ) или же собираться в пластины. Все эти дефекты менее устойчивы, чем одиночные, потому что для них необходима значительно большая энергия образования. Так, для меди (ГЦК-структура) при комнатной температуре энергия образования (в эВ) составляет [c.310]

Понятие о векторе Бюргерса позволяет уяснить основное различие между дислокациями и такими линейными дефектами, как цепочки вакансий или междуузельных атомов. Контур Бюргерса, проведенный вокруг области, содержащей линейную цепочку точечных дефектов, не отличается от контура Бюргерса, проведенного вокруг безде- [c.321]

Заметим, что при малых концентрациях дефектов число узлов практически равно общему числу атомов и доли мест дефектов, расположенных в узлах решетки, практически совпадают с их атомными долями (отношение числа дефектов к числу атомов). На этом основании вместо долей мест часто говорят об атомных долях дефектов. Однако доля мест не равна атомной доле для междуузельных атомов, если общее число междуузлий не равно числу узлов и, следовательно, общему числу атомов. [c.62]

Здесь в качестве характеристических дефектов выбраны междуузельные атомы или ионы А1 . При малых концентрациях междуузельных атомов или ионов доля незанятых междуузлий [У,] в этой формуле может быть принята равной единице. Стандартное значение химического потенциала определяется выражением [c.71]

Большинство простых металлов кристаллизуется в плотно-упакованные решетки, в которых размеры междуузлий значительно меньше размеров атомов. Поэтому внедрение атомов в междуузлия для них требует больших затрат энергии. Кроме того, энергия реакции перехода атомов в междуузлия с поверхности кристалла Wшi содержит дополнительное слагаемое — теплоту сублимации В результате значения энергии реакции оказываются слишком большими по сравнению с энергией тепловых колебаний, и концентрация междуузельных атомов в большинстве металлов ничтожно мала даже при самых высоких температурах. Так, если в меди при 1000 С доля вакантных узлов составляет л 10 , то доля междуузельных атомов я 10 . Поэтому собственные атомы в междуузлиях металлических кристаллов не играют сколько-нибудь существенной роли, и в решетках чистых металлов вакансии можно считать единственным типом собственных атомных дефектов. [c.75]

Описанные особенности строения фаз внедрения зачастую делают неоднозначным выбор базисного вещества — твердого раствора внедрения. Действительно, при малых концентрациях внедренных атомов базисным веществом целесообразно называть чистый металл, а металлоид рассматривать как примесь, размещенную в междуузлиях. Типичным примером такой системы является аустенит — твердый раствор углерода в -у-железе, в котором атомы углерода занимают окта-позиции ГЦК подрешетки железа. При описании таких систем можно с успехом пользоваться аппаратом статистической термодинамики (гл. 2), оперирующим с междуузельными атомами, в частности, определять химический потенциал металлоида по (2.45) [c.99]

Б. Междуузельный механизм диффузии в чистых кристаллах и твердых растворах замещения. В подавляющем большинстве указанных систем концентрация междуузельных атомов или ионов имеет значение, малое по сравнению с единицей. Поэтому для большинства таких систем можно положить долю незанятых междуузлий [ 1] равной единице. Тогда уравнения (6.123) и (6.125) принимают вид [c.216]

Объемноцентрированная решетка типа s l состоит из двух простых кубических подрешеток, вставленных друг в друга так, что узлы одной подрешетки находятся в центрах кубов другой (рис. 6.19). Междуузельные атомы могут размещаться в двух позициях, различных по отношению к подрешетке данного компонента 1 — в центре грани куба элементарной ячейки в 2 — в середине ребра куба. Пусть после очередного прыжка радиоизотоп занимает некоторый узел 3. Если диффузия осуществляется прыжками по позициям 1, находящийся в ней атом может совершить прыжок в одном из четырех направлений, указанных стрелками, в том числе с вероятностью Д в один из уз- [c.226]

ЛОВ, вернув при этом радиоизотоп в исходное междуузлие. Если же этого не произойдет (с вероятностью Д), радиоизотоп может изменить свое положение только после некоторой ОСз С1 серии прыжков междуузельного атома, в результате которой он снова окажется по соседству с узлом 3. При этом междуузельный атом может оказаться в одном из четырех междуузлий, соседних с узлом 3. Учет вероятностей всех возможных путей при такой серии прыжков приводит к значению корреляционного множителя /= /з- [c.227]

Ситуация существенно иная при диффузии по позициям 2— серединам ребер куба элементарной ячейки. В этом случае междуузельный атом имеет только два соседних узла и коллинеар-ные перескоки возможны только вдоль одной линии ребра. Если после предыдущего прыжка междуузельный атом находится справа от радиоизотопа, он может вытолкнуть радиоизотоп только влево, в исходное междуузлие (с вероятностью /2 в ближайшем акте и с равной вероятностью — после серии прыжков). Таким образом, в данном случае смещение радиоизотопа в предыдущем прыжке междуузлие—>-узел целиком гасится в последующем противоположном прыжке. Взаимодействием же радиоизотопа с другими междуузельными атомами можно пренебречь из-за малости их концентрации, и мы получаем / = 0, т. е. коллинеарные прыжки по серединам ребер практически не дают вклада в диффузию радиоизотопов. В то же время такой механизм является полноправным при ионной проводимости, когда корреляция отсутствует. [c.227]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология