Облака дефектов

Подобно тому что имеет место в растворах электролитов [5], заряженные дефекты распределены в решетке не хаотически вследствие того что кулоновские силы действуют на значительных расстояниях, отрицательные дефекты имеют тенденцию располагаться вокруг положительных, а положительные — вокруг отрицательных, т. е. каждый заряженный дефект стремится окружить себя облаком дефектов, обладающим суммарным зарядом противоположного знака. В результате энергия взаимодействия при ассоциации заряженных дефектов уменьшается, т. е. эффективность их в реакциях такого рода снижается. Это можно учесть, вводя вместо концентраций С активности дефектов а, т. е. их эффективные концентрации. Величина а равна произведению С на коэффициент активности V [c.152]

Отметим, что величина /в=1/>с [характеристическая длина) представляет собой расстояние от центрального дефекта, на котором следовало бы поместить противоположно заряженный дефект, чтобы в месте расположения первого возник такой же потенциал, ) = —ех/е(1+хго), какой создается всем облаком дефектов. [c.154]

На основе анализов обычных проб, взятых из цистерны, позже обнаруженной среди обломков аварии, в отчете сделан вывод о том, что цистерна была заполнена чистым диметиловым эфиром, следы пероксидов не обнаружены. На основе проведенных анализов также исключается наличие заметного количества несконденсированного газа, имевшегося в паровом облаке. Таким образом, возможны два варианта объяснения причин повреждения цистерны а) цистерна была переполнена, и при ее нагреве под действием солнечной энергии произошел гидравлический разрыв б) разрыв произошел под действием давления пара внутри цистерны, что объясняется дефектом ее конструкции. В итоге исследователи остановились на первом варианте, который в настоящее время считается официальной причиной аварии. [c.317]

Существует и еще одна причина, которая может затруднять движение дислокаций. Вблизи линии дислокации всегда существует область повышенной концентрации точечных дефектов — так называемая атмосфера Коттреля. В частности, при краевой дислокации над плоскостью скольжения со стороны лишней полуплоскости возникает избыточное число вакансий, а под плоскостью скольжения— избыточное содержание межузельных атомов. Линии дислокации, кроме того, представляют собой области повышенной концентрации примесных атомов в кристалле. Наличие облака примесных атомов вдоль линии дислокации блокирует ее, вследствие чего дислокация полностью затормаживается или движется, но очень медленно, вместе с окружающим ее облаком примесных атомов. [c.96]

Например, утечки объемом 1. .. 20 л/мин из отверстия диаметром 1 мм выявлялись с трудом, тогда как утечки объемом 1. .. 5 л/мин через отверстие диаметром 3. .. 5 мм уверенно обнаруживались тепловизионным методом. Размер дефекта и скорость ветра влияют на формирование облака газа. [c.349]

Электронный парамагнитный резонанс (ЭПР) наблюдается в веществах, содержащих неспаренный электрон. Данный метод имеет много общего с ЯМР и отличается тем, что сигнал ЯМР наблюдается в области радиочастот, а сигнал ЭПР — в диапазоне сверхвысоких частот. Другая особенность определяется делокализацией электронного облака. Тонкая структура, появляющаяся в результате взаимодействия электрона с магнитными моментами, помогает определить долю времени, проведенного электроном на разных атомах. Спектры ЭПР могут дать важную информацию о природе дефектов твердого тела, в частности о характере их электронной функции, зная которую [c.83]

Примесные полупроводниковые кристаллы. Германий и кремний, элементы IV основной группы Периодической системы, обладают в чистом виде низкой проводимостью. Однако они приобретают свойства полупроводников, если к ним добавить элементы III и V основных групп с приблизительно одинаковым атомным радиусом, так как в этом случае примесный центр становится электрически активным. Благодаря внедрению элементов этих групп, к примеру Р, Аз, 5Ь (V группа), в германии образуются дефекты, вызывающие появление избытка электронов. При таком замещении получаются дефекты донорного типа, так как избыточный пятый валентный электрон сурьмы связан только слегка и вблизи примесного центра образует протяженное облако отрицательного заряда, которое охватывает область приблизительно в 1000 атомов германия (рис. 10.6). Так как свободные электроны являются носителями зарядов, то речь идет о полупроводнике типа п. [c.214]

Рис. 10.7. Акцепторный дефект с облаком положительных зарядов, возникший при замещении германия индием

Наряду с этим имеется множество сложных и еще малоизученных дефектов структуры, например скопление точечных дефектов в облака , которые превышают атомарные размеры. Различные дефекты структуры часто проявляются в кристалле не в чистом виде они взаимно влияют друг на друга и могут реагировать друг с другом. [c.216]

Рассмотрим изменения, которые вызывает в распределении электронов адсорбция. Допустим, что на поверхности люминофора адсорбируется молекула, обладающая большим сродством к электрону (высокой электроотрицательностью). Согласно представлениям, развиваемым Ф. Ф. Волькенштейном [3], вначале такая молекула образует относительно слабую связь с кристаллом, например вследствие того, что электронное облако, принадлежащее ближайшему атому или иону кристаллической решетки, затягивается на адсорбированную молекулу. По своей природе такая связь все же носит химический характер и потому можно считать, что образуется единая система, в которой адсорбированная молекула играет роль примеси. Нарушая периодическую структуру поверхности, она, подобно точечному дефекту в регулярной решетке или на дислокации, вызывает появление локального поверхностного уровня. Чем больше сродство молекулы к электрону, тем дальше соответствующий уровень от зоны проводимости. Если он оказывается ниже уровня Ферми, то адсорбированная молекула стремится захватить электрон, образуя тем самым прочную связь с кристаллом. Это приводит к снижению концентрации электронов ns у поверхности и к компенсирующему его притоку электронов из приповерхностного слоя. [c.137]

Следует отметить, что здесь используется так называемая статическая диэлектрическая постоянная, которая характеризует полную поляризуемость среды, складывающуюся из электронной поляризуемости (смещение электронных облаков по отношению к ядрам в электрическом поле), ионной поляризуемости (смещение ионов противоположного знака друг по отношению к другу) и ориентационной поляризуемости (установление определенной ориентации молекул, обладающих постоянным диполем). Эта последняя составляющая поляризуемости играет наибольшую роль в водных растворах, в то время как поляризуемость кристаллов чаще всего определяется электронной и ионной составляющими ([16, 17, 28]). При малом расстоянии между взаимодействующими дефектами использование статической диэлектрической постоянной следует считать довольно грубым приближением. Тем не менее оно приводит к результатам, дающим в общем довольно правильное представление о реально протекающих процессах, как об этом свидетельствует сравнение расчетов по уравнению (УЛЗ) с экспериментальными данными. [c.149]

Взаимодействие точечных дефектов. Облако Дебая-Хюккеля [c.16]

При расчете энергий образования дефектов до сих пор нами допускалось, что дефекты не взаимодействуют, но, как мы видим, это лишь первое приближение. В этом параграфе мы ограничимся простейшим случаем электростатического взаимодействия, при этом, как уже говорилось, дефекты с одинаковым эффективным зарядом отталкиваются, с разным — притягиваются. Таким образом, вокруг каждого дефекта образуется противоположно заряженное облако Дебая — Хюккеля , подобно тому, как это имеет место в жидких электролитах. Радиус такого облака в приближении Дебая равен [c.17]

Если мы хотим определить величины /д и /в, следуя обычной теории Дебая, то при расчете радиуса облака заряженных дефектов Дебая — Хюккеля — /о следует учесть, что простой заряженный дефект, сблизившийся с ионом примеси на расстояние, меньшее /в, связывается с ионом примеси в нейтральный ассоциат. [c.72]

Согласно этой теории, облако из зарядов противоположного знака вокруг определенного заряженного дефекта (иона) характеризуется радиусом, который в первом приближении равен [c.319]

Дефекты посредством химиче ской реакции аммиака с серой или водным раствором фенолфталеина выявляют так. В испытываемый трубопровод вводят смесь воздуха или инертного, газа с аммиаком. Утечки проверяют либо с помощью хлопчатобумажного шнура, пропитанного серой (при соединении серы с аммиаком образуется облако пара белого цвета), либо смачиванием проверяемых соединений трубопровода бесцветным водным раствором фенолфталеина (при соединении с аммиаком фенолфталеин приобретает ярко-малиновый цвет). [c.240]

На самом деле ограничения методов, подобных методу дерева неполадок и являющихся по существу методами решения обратной задачи, имеют несколько отличную от указываемой ниже автором природу. В конечном итоге, если абстрагироваться от конкретики, суть затруднений всегда одна и та же - некорректность (по Ж. Адамару) поставленной задачи. Это явление хорошо известно, и в промышленной безопасности такой некорректно поставленной будет, например, задача восстановления места расположения и структуры источника выброса дрейфующего парового облака. (Уже за время t, Tai oe, что ti D-L, где L - размер облака, а D - коэффициент турбулентной диффузии, полностью "стирается" память об условиях возникновения облака.) Однако на основе сказанного было бы неправильным полагать ограниченной применимость метода дерева неполадок к задачам оценки риска химических и нефтехимических производств. Просто областью применения этого метода является определение характеристик (частота возникновения, вероятность и т. д.) инициирующих аварию деструктивных явлений, и, как показывает опыт многих проведенных исследований, метод деревьев неполадок можно считать в целом неплохо подходящим для описания фазы инициирования аварии, т. е. фазы накопления дефектов в оборудовании и ошибок персонала (о включении в метод деревьев неполадок "человеческого фактора см. [Доброленский,1975]). Что же касается развития аварии и ее выхода за промышленную площадку, то здесь для построения возможных сценариев развития поражения (т. е. воспроизведения динамики аварии) и расчета последствий адекватными являются прямые методы (такие, например, как метод дерева событий). Сопряжение двух этих различных по используемому математическому аппарату методов описания аварии, необходимое для определения собственно риска (и столь сложное, например, в ядерной энергетике), оказывается для химических производств возможным эффективно реализовать за счет специфики промышленных предприятий - для них конструктивно описывается вся совокупность инициирующих аварию деструктивных явлений, и стало быть, можно рассмотреть все множество возможных аварий. Именно это свойство - способность описать все возможные причины интересующего нас верхнего нежелательного события - в первую очередь привлекает исследователей в методе дерева неполадок. - Прим. ред. [c.476]

Предварительные результаты по пассивному тепловизионному обнаружению облаков газа из трубопроводов с невысоким давлением были сообщены С. Люнг-бергом в рамках выполнения проекта VOGUE [175]. Установлено, что эффективность выявления утечек зависит от погодных условий, диаметра дефектов, глубины залегания трубопровода и типа почвы. [c.349]

Условия для существования примесных центров могут быть созданы различными способами, (а) Замещение атома основной решетки на элемент с нормально большей валентностью вызывает появление избыточного положительного заряда и связанного с ним электрона. Наиболее ярким примером примесей этого типа являются примеси в германии и кремнии. В ряду углерод, кремний и германий образуются ковалентные структуры с алмазной решеткой. Тепловое воздействие посредством фононного механизма может вызывать появление собственной проводимости в этих веществах. Однако если элемент с валентностью, которая нормально больше четырех, замещает атом в такой решетке, то плотность его электронного облака будет стремиться принять тетрагональное распределение, характерное для алмазной решетки. Чтобы была достигнута такая форма распределения электронного облака, элемент образует частично ионные связи, причем получается однократно заряженный ион совместно с квазисвободным электроном, расположенным около атома примеси. Энергия связи этого электрона меньше энергии связи в вакууме в К раз, где К — диэлектрическая постоянная среды. Следовательно, такие дефекты в основном ионизированы. Это характерно для полупроводников п-типа. (б) Замещение атома в решетке полуметалла на элемент с валентностью, нормально более низкой, производит эффект, обратный только что рассмотренному. Для того чтобы распределение электронного облака было близким к тетрагональному, элемент должен приобрести добавочный электрон, который он получает из кристаллической решетки вблизи от своего местоположения. В результате образуется положительная дырка, локализованная около атома примеси. Как и ранее, энергия связи положительных дырок станет меньше в К раз и, следовательно, дырки будут в основном ионизированы. Это типично для примесных дырочных полупроводников, (в) Вакансии в решетке и атомы или ионы в междуузлиях. Так как дефекты решетки подробно рассматриваются в другой главе этой книги (гл. 2), мы остановимся только на отдельных моментах. [c.171]

Помня, что для междоузельных атомов Йо > О, а для вакансий йц < О, мы можем заключить, что вблизи дислокации всегда существуют области повышенной концентрации дефектов того или иного типа. Таким образом, упругое взаимодействие точечных дефектов с дислокацией приводит к образованию облаков точечных дефектов (атмосферы Коттрелла) вблизи последней. [c.301]

Рис. 10.6. Донорпый дефект с облаком отрицательных зарядов, возникший прн замещении германия сурьмой

Дефекты, обусловленные чужеродными атомами, и нерегулярности собственной структуры графита взаимосвязаны. Известно, например, что облучение способствует диффузии бора в графит [98], что при закалке графита поверхностный слой его пересыщен вакансиями за счет химического взаимодействия атомов углерода с молекулами газа [89]. Примесные атомы, по-видимому, концентрируются вокруг точечных де( ктов структуры графита и дислокаций и образуют так называемые облака Коттрелла. Сгущение последних может привести к конденсации и выпадению примесей. Можно предполагать, что так образуются слоистые соединения графита. Это явление используется также в известных методах наблюдения дислокаций (декорирование). [c.33]

Если энергия образования заряженных точечных дефектов на дислокациях зависит от знака дефекта, то дефектов одного знака будет образовываться больше, чем другого. В результате дислокация оказывается заряженной, а ее заряд компенсируется цилиндрическим облаком Дебая — Хюккеля из дефектов другого знака. Если, например, в кристалле AgBr межузловой ион Ago на дислокации образуется легче, чем вакансия Ago, то положительный заряд дислокации компенсируется избыточными вакансиями Ag , иначе, говоря, избытком ионов Вг вблизи дислокации. [c.93]

Трапециевидная область этого протяженного дефекта анизотропна, точки ее выше и ниже линии АО физически разнородны. Область дислокации бывает окружена точечными дефектами ( облака Коттрелла ) и активно взаимодействует с ними и с вакансиями (рис. П.З, (] и е). [c.107]

Большое значение имеет и взаимодействие с дислокациями точечных дефектов другого типа — облаков Коттрелла. Если растворить, например, в кремнии расплавленную медь, то с охлаждением монокристалла происходит выпадение атомов меди из раствора. Этот [c.403]

Большое значение имеет и взаимодействие с дислокациями точечных дефектов другого типа — облаков Коттрелла. Если растворить, например, в кремнии расплавленную медь, то с охлаждением монокристалла происходит выпадение атомов меди из раствора. Этот процесс состоит из нескольких этапов. Атомы меди могут занять позиции [c.584]

Разделение ЛЦ в кристаллах на центры больщого и малого радиуса в действительности достаточно условно. В ряде случаев в кристаллах возникают центры, в определенном смысле, промежуточного радиуса, для описания которых оказывается недостаточным ограничиться учетом микроструктуры лищь ближайшего окружения, но в то же время и континуальная модель сплощной среды является слищком грубой. У ряда ЛЦ основное состояние обладает малым радиусом, а возбужденные состояния достаточно сильно делокализованы по кристаллу. Примером такого дефекта является даже Р-центр в ЩГК (см. 5.1), традиционно считающийся центром малого радиуса. Выполненные недавно расчеты на основе метода рассеянных волн с обменом по Слетеру показывают, что в основном электронном состоянии внутри сферы, содержащей ближайшие к Р-центру ионы, находится заряд 0,86 е, значит основное состояние действительно хорошо локализовано вокруг анионной вакансии. Однако в возбужденном состоянии внутри упомянутой сферы содержится лишь 0,57 е, т. е. имеет место существенное расплывание по решетке электронного облака Р-центра при электронном возбуждении. О сильной делокализации возбужденного состояния Р-центра свидетельствуют также результаты расчетов методом модельного потенциала. Таким образом, строго говоря, последовательная теория возбужденного состояния Р-центра должна учитывать микроструктуру достаточно большой области кристалла. [c.260]

Рядом исследователей подчеркивается, что весьма важную роль в процессах ВО конструкционных материалов могут играть и механизмы охрупчивания, предлагаемые теориями адсорбционного понижения прочности (эффект Ребиндера) и теория взаимодействия водорода с дислокациями. Основой гипотезы адсорбционного охрупчивания стали является то, что водород - поверхностноактивное вещество, адсорбируясь на внутренней поверхности микротрещины, приводит к снижению свободной энергии поверхности, тем самым облегчая раскрытие трещины и последующее разрушение. Гипотеза, основанная на возможности взаимодействия водорода с дислокациями с образованием облаков Котрелла, предполагает, что при воздействии внешней нагрузки водород диффундирует совместно с дислокациями к активным плоскостям скольжения, где скопление дефектов и атомов водорода создает трудности в осуществлении пластической деформации и приводит к локальному охрупчиванию. Кроме того, предполагают и другой возможный вариант охрупчивания, когда водородная атмосфера Котрелла, связанная с движущейся дислокацией, увлекается последней и оседает на дефектах решетки по мере того, как сквозь них проходит дислокация. Локальное высокое пресыщение водорода, возникающее на этих дефектах, существенно облегчает раскрытие микротрещин. Общим недостатком этих теорий является невозможность объяснения с их помощью многих явлений, порождаемых ВО, и поэтому они носят дополняющий характер для первых двух гипотез. [c.39]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология