Вагнера механизма параболического окисления

Рассмотрение механизма диффузии и электропроводности в полупроводниковых кристаллах позволило Вагнеру сформулировать ионно-электронную теорию высокотемпературного параболического окисления металлов с образованием достаточно толстых окисных пленок и дать количественный расчет этого процесса. Ниже приводится в простейшем виде вывод уравнения Вагнера. [c.59]

По мере утолщения образующихся при окислении металлов пленок параболическая зависимость [см, уравнение (31)] становится временной закономерностью, чаще всего встречающейся на практике. Механизм этого окисления был полностью раскрыт Вагнером 30 лет назад и до сих пор остается наиболее обоснованным, лучще других понимаемым и самым важным на практике из различных механизмов окисления, поскольку он приложим ко многим техническим металлам и сплавам в условиях эксплуатации. [c.122]

В предыдущем разделе мы видели, что когда скорость окисления определяется переносом вещества через окисел, то после достижения слоем окисла определенной толщины X, значительно превышающей толщины Хр иЯ,х областей пространственного заряда на двух поверхностях раздела, дальнейший рост будет происходить по параболическому закону. На более ранних стадиях образования этого слоя, когда толщина X сравнима с А,(, или Ах, С < > в уравнении (32) зависит от X и следует ожидать отклонений от параболического закона. Мотт [29—31 ] первый указал, что электроны металла легко проникают через тонкий окисный слой (либо благодаря квантово-механическому туннельному эффекту, либо путем термоионной эмиссии) и реагируют с кислородом, образуя адсорбированные ионы кислорода. При толщине слоя окисла, малой по сравнению с и А.Х, в нем не могут установиться пространственные заряды, достаточные для компенсации заряда, связанного с адсорбированными ионами кислорода. Поэтому в тонком слое окисла устанавливается сильное электрическое поле, которое будет увеличивать миграцию положительных ионов через окисел. Очевидно, что из-за этого механизм роста тонких слоев окисла может существенно отличаться от рассматриваемого в теории Вагнера. [c.468]

Однако твердо установленным надо считать только 1механизм параболического окисления Вагнера и, возможно, механизм паралинейного роста Лорье. Для установления приложимости некоторых или даже всех других механизмов, относящихся преимущественно 1К образованию тонких пленок, требуются дальнейшие исследования. [c.146]

А, возрастая пропорционально корню квадратному из времени. Поэтому применительно к кремнию он воспользовался предложенной Энгеллом и Хауффе трактовкой [246] параболического окисления цинка в интервале 375—400° С, о чем речь шла выше, и в действительности показал, что возрастает пропорционально 1п в полном соответствии с механизмом Энгелла — Хауффе. Сомнительно, чтобы этот механизм был приложим при высоких температурах, при которых проводили свои исследования Эванс и Чаттерджи. Возможно, что здесь действует обычный механизм Вагнера, но действительная картина диффузии в кристобалите остается пока невыясненной. [c.358]

С пленка аморфна, т.е. невозможно установить ее кристаллическое строение вследствие чрезмерно малого разкера отдельных кристаллических частиц, которые, возможно, имеют размеры молекул. Выше этой температуры размеры кристаллитов увеличиваются до 0,5 мкм при 500°С, при дальнейшем повышении температуры окисел снов становится аморфным и, наконец, вновь кристаллическим при температуре / 700°С. Закон роста пленки при 400°С является параболическим, причем, как видно из фиг. 20, общее увеличение веса сравнительно мало [38] и механизм окисления скорее связан с напряженностью поля по толщине пленки, чем с диффузией по Вагнеру [39]. При более высоких температурах закон окисления может быть паралинейным, затем асимптотическим, однако объяснения этих переходов пока нет. Поведение металла при окислении,, происходящем при температурах, меньших и больших температуры [c.49]

Теория Вагнера не дает объяснения тому, что при более низких температурах, а также на начальных стадиях высокотемпературного процесса окисления металлов параболический закон не соблюдается. Обычно на начальных стадиях процесса окисление протекает с большей скоростью, чем это следует из параболического закона. В условиях же пониженных температур образуются пленки предельной толщины. Теория Мотта и Кабрера [5, 6], предложенная для объяснения механизма роста тонких пленок, во многих случаях не согласуется с эксперимен- [c.19]

Кроме вышеизложенной теории ионно-электронного механизма окисления, были предложены и некоторые другие, например, Валенси [7] смог вывести параболический закон кинетики окисления для сплошных пленок, исходя из заключения о том, что происходит диффузия не ионов металла и эле1Стронов, а атомов кислорода из атмосферы сквозь окалину. Теория Валенси позволяет также теоретически обосновать температурную зависимость скорости окисления, хотя в отличие от теории Вагнера и не дает возможности провести количественный расчет коэффициента скорости газовой коррозии. [c.73]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология