Сегрегация примесей

Если металлы, образуя твердые растворы, при ширине области гомогенности до 10 вес.% заметно не изменяют своих свойств, то полупроводники чувствительны к изменению состава в пределах, гораздо, меньших (даже до 10 %), и их диаграммы надо показывать в гораздо больших масштабах. При такой чувствительности свойств (особенно электрофизических) к изменению состава полупроводники почти всегда придется считать твердыми растворами переменного состава, потому что очистка веш,еств до 10 % очень затруднительна. На рис. 52-а. этот важный участок диаграммы изображен в крупном масштабе по оси абсцисс и в уменьшенном — по оси ординат. Видно, чт растворимость сурьмы в твердом германии Х при некоторой температуре Тх и также при 590° С, хотя и мала, но все же не равна нулю, а максимальная растворимость еще несколько больше (Хм). Очень важно отношение содержания примеси в твердой фазе к содержанию той же примеси в жидкой фазе при данной температуре Хз. Это отношение представляет собой коэффициент распределения (гл. 1, 16) или коэффициент сегрегации примеси К- Хз и Х/. находятся по точкам пересечения изотермы, отвечающей данной температуре, с линиями ликвидуса и солидуса. (Равновесный коэффициент К. для сурьмы в германии при температуре кристаллизации последнего можно считать 0,003 [45].) [c.143]

А1(х) ТО возникнет плоскодонная ямка травления, которая после перемещения ступени исчезнет. Наоборот, при образуется тонкий туннель вдоль дислокации. Нормальная скорость пропорциональна частоте появления двумерных зародышей [18], а тангенциальная характеризует скорость их расширения при перемещении ступеней. Отношение можно регулировать введением ингибирующих и стимулирующих примесей в раствор, избирательное действие которых аналогично действию полирующих электролитов. Примеси, находящиеся в мета л л еГ могут оказыв ать двоякое действие с одной стороны, при сегрегации примесей на дислокациях уменьшается их химическая активность, так как релаксируют напряжения (поэтому старые дислокации травятся труднее), а с другой стороны, увеличивается растворение, так как вследствие изменения химического состава области выхода дислокации понижается коррозионная стойкость. [c.60]

Вместе с неоднородностью состава, вызванной явлениями сегрегации примесей, в кристаллах наблюдаются локальные неоднородности, и в частности, значительные колебания сопротивления по поперечному сечению, или неравномерность распределения примесей по радиусу кристалла. Выявление закономерностей возникновения неоднородности такого вида представляет исключительные трудности. Часто их появление связывают с коле-бания.ми температуры в системе, механическими вибрациями, непостоянством скорости вытягивания и др. Большинство отмеченных факторов обусловлено несовершенством современного оборудования кристаллизационных установок. Поэтому устранение локальных неоднородностей в значительной мере должно зависеть от технического усовершенствования печей для выращивания монокристаллов. [c.204]

Среднюю пробу получают из продукта, взятого с обоих концов слитка гафния, поскольку, по некоторым данным, в этом материале происходит сегрегация примесей. [c.12]

Для нержавеющих сталей ускоренное растворение металла, прилегающего к границам зерен, может быть вызвано двумя факторами обеднением приграничных зон хромом и возникновением в указанных областях сегрегации примесей, способствующих резкому увеличению скорости коррозии металла. [c.131]

Сегрегации примесных элементов распространяются на расстояние нескольких межатомных расстояний и могут быть равновесными (более узкими), и неравновесными. Независимо от типа сегрегаций концентрация в них примесных элементов в десятки и сотни раз выше, чем в теле зерна. Это приводит к ярко выраженной гетерогенности состава металла и, как результат, резкому локальному увеличению скорости растворения зернограничных областей. Наиболее сильными промоторами МКК являются сегрегации примесей фосфора, кремния и модифицирующего элемента бора. [c.131]

Степень сегрегации примеси при направленной кристаллизации существенно зависит от условий перемешивания расплава. При этом различают полное перемешивание (однородная концентрация примеси в жидкой фазе), частичное перемешивание и отсутствие перемешивания (перенос примеси осуществляется только путем диффузии). [c.264]

Соосаждение может быть обусловлено процессами захвата (сегрегации) примеси поверхностью растущих частиц осадка, быстрой диффузией атомов примеси в объем твердой фазы или совместной кристаллизацией микро- и макрокомпонентов. В последнем случае говорят о сокристаллизации микрокомпонента с кристаллами макрокомпонента. [c.149]

Влияние таких конвекционных потоков обычно сводится к разрушению протяженных полей диффузии в маточной среде. Их сменяют диффузионные поля, сосредоточенные в относительно узком пограничном слое толщиной б, так что пересыщенный объем оказывается теперь совсем близко к поверхности раздела. Диффузия идет через этот пограничный слой, поэтому концентрационный и температурный градиенты около поверхности кристалла имеют более высокие значения, чем в отсутствие гидродинамического течения. Возрастают и скорости роста, если только рост лимитируется не одними кинетическими явлениями на фронте. Другим примером может служить сегрегация примеси на фронте кристаллизации, вызывающая ее накопление в расплаве перед фронтом. Образующаяся из такого загрязненного расплава часть кристалла имеет повышенное содержание примеси. Диффузия примеси в расплав от фронта кристаллизации может привести к некоторому снижению ее концентрации в этой области, уменьшая тем самым количество примеси в кристалле. Однако гидродинамическое перемешивание расплава [c.510]

Сравнивая результаты по сегрегации примеси в неподвижном контейнере и структурную картину по сечению слитка, наблю-даем то же соответствие. В нижней части сечения слитка ячейки мельче, концентрация примеси больше, в верхней — ячейки крупнее, концентрация примеси меньше. [c.102]

Усовершенствование внутренней структуры кристалла скажется прежде всего на поведении той примеси, которая преимущественно скапливается вблизи дислокаций и на межблочных границах [60]. Такая примесь, мигрируя в объеме кристалла, попадает на вновь формируемые дислокации или межблочные границы и накапливается там, а содержание ее в кристаллической матрице пополняется в результате дополнительного перехода примеси из среды [61]. Сегрегация примеси на дислокациях и межблочных границах облегчается при интенсивных соударениях кристаллов. Соударения обеспечивают быстрый доступ примеси к любому блоку кристалла, так что квазиравновесная сегрегация примеси наблюдается при длительности созревания на много меньшей, чем период достижения равновесия в неподвижных суспензиях [51]. [c.26]

Образование твердой фазы с примесью, локализованной вблизи дефектов (сегрегация примеси). В этом случае валовой состав твердой фазы зависит от состава исходной смеси, а локальный состав участков твердой фазы не одинаков, причем можно обнаружить соседние участки с резко отличным содержанием примеси. [c.33]

Соосаждение с сегрегацией примеси можно подразделить на следующие виды [c.33]

Информацию о сокристаллизации часто трудно интерпретировать по двум причинам. Во-первых, большинство перечисленных методов дает представление о среднем составе и свойствах фаз системы, твердая же фаза, как правило, неоднородна из-за ее полидисперсности, сегрегации примеси на дефектных участках и флуктуаций условий кристаллизации. Во-вторых, для изучения свойств твердой фазы обычно требуется отделить ее от среды, что возможно только в случае достаточно устойчивых кристаллов. Поэтому при изучении сокристаллизации используют специальные приемы, которые описаны ниже. [c.238]

Изучение дефектности кристаллов. Сегрегация примеси вблизи дефектов широко используется для декорирования дислокаций и межкристаллитных границ, для выявления трехмерных включений и отрицательных кристаллов. Если структура кристаллов устойчива, то декорирование осуществляют при их диффузионном отжиге в среде, содержащей примесь. Если же структура кристалла неустойчива и не выдерживает отжига, то декорирование проводят в процессе роста [22]. [c.273]

Как видно из таблицы, сегрегация примесей зависит от рабочей температуры, поддерживаемой в холодильной камере. Оптимальная температура (—13,5° С) в данном случае на 9,5° С ниже эвтектической она обеспечивает достаточно большой температурный градиент у фронта кристаллизации, а также практическое совпадение скоростей роста слитка и опускания контейнера / [c.87]

Использованный для концентрирования галогенангидридов и ангидридов процесс ЗКЖ несколько отличается от обычной зонной кристаллизации и, как отмечалось выше, при небольшом числе проходов зоны превосходит ее по эффективности сегрегации примесей. Так как математическая модель ЗКЖ разработана, исходя из допущений Пфанна, и может не учитывать некоторых возможных отклонений реального процесса, число зонных проходов, необходимое для выполнения условия (111.23), определялось экспериментально. [c.185]

Источниками дислокаций (до деформации) являются сегрегация примесей напряжение и дислокационные центры кристаллизации срастание раз.тично ориентированных зерен и субзерен межзеренное общение и др. В отоженном металле число дислокаций достигает Ю см . Пластическая деформация способствует увеличению плотности дислокаций на 5-6 порядков, движению дислокаций и их групп, включая границы зерен. В результате они приобретают сложную форму, увеличивается их длина, общая энергия и сопротивление скольжению. Выход дислокации на поверхность кристалла приводит к сдвигу на одно межатомное расстояние. Следовательно, суммарный сдвиг при начальной плотности дислокаций N0 = Ю5/см2 составит = Ю - Ю - 10- = 10- что соот- [c.78]

В отличие от углеродистой стали, глубокая деформация тех-ническогб никеля на холоду не вызывает значительного повышения скорости его коррозии в кислотах [4], следовательно, в данном случае на сегрегациях примесей не возникают катодные участки с низким водородным перенапряжением. [c.132]

В заключение кратко остановимся на адсорбционных явлениях на границах зерен поликристаллических тел. Как и при адсорбции на других межфазных поверхностях, термодинамическое описание адсорбции на границах зерен основывается на уравнении Гиббса. Здесь также поверхностно-активными являются вещества, которыр снижают свободную энергию границы зерна, и эти вещества самопроизвольно концентрируются на такой границе (этот процесс иногда называют сегрегацией примесей на границах зерен). Вместе с тем при адсорбции на границах зерен существует и ряд особенностей. [c.93]

При использовании пассивирующих ингибиторов необходимо учитывать две особенности присущего им механизма защиты. Первая из них заключается в том, что защитная пленка ( фильм — по Кис-тяковскому) очень часто не бывает сплошной. Причины нарушения сплошности не вполне ясны. Считается, что они связаны с наличием на поверхности металла различного рода неоднородностей, в первую очередь, неметаллических включений [89 137], а также структурных и структурно-химических дефектов, резко выраженных границ зерен с повышенной сегрегацией примесей и т. д. В местах нарушения сплошности — в просветах или в порах металл оказывается обнаженным и, контактируя со средой, корродирует.В присутствии ингибитора общая коррозия переходит в местную, сосредоточенную на отдельных, относительно небольших участках. Это явление наблюдается либо при недостатке ингибитора, либо в результате пробоя пленки в присутствии активных анионов, чаще всего хлоридов. В последнем случае говорят о достижении потенциала перепассивации или потенциала питтингообразования. Условием такой локали- [c.53]

В ряде работ, однако, отрицается прямое влияние запасенной энергии остаточной деформации углеродистой стали на ускорение анодного растворения авторы их [97, 100, 101] объясняют ускорение коррозии деформированной стали в децинормальНом растворе соляной кислоты сегрегацией катодных примесей на дислокациях. Вряд ли это справедливо, так как опыты проводились на образцах, подвергнутых после деформации длительной выдержке (старению). В этом случае возможно образование сегрегаций примесей в результате-деформационного старения, хотя для этого требуется значительное время, что и было отмечено [2, 69]. Однако даже в случае состаренных (предварительно деформированных) образцов стали 08кп скорость коррозии в растворе серной кислоты [53] оказалась меньше, чем несостареннцх. На поверхности этих образцов в процессе старения появляются линии скольжения, а это прямо свидетельствует о наличии скоплений дислокаций под поверхностным барьером и упрочненных областей, которые в процессе старения разряжаются, что снижает механохимическую активность металла. Таким образом, попытка [100, 97] объяснить ускоренное растворение деформированного металла только сегрегацией примесей на дислокациях, основываясь на отсутствии влияния деформации на коррозию в случае чистого металла после старения, несостоятельна в чистых металлах старение приводит к рассасыванию дислокационных скоплений и элиминированию механохимической активности. [c.116]

В ряде работ [105, 108, 1091, однако, отрицается прямое влияние запасенной энергии остаточной деформации углеродистой стали на ускорение анодного растворения авторы этих работ объясняют ускорение коррозии деформированной стали в децинор-мальном растворе соляной кислоты сегрегацией катодных примесей на дислокациях. Вряд ли это справедливо, так как опыты проводили на образцах, подвергнутых после деформации длительной выдержке (старению). В этом случае возможно образование сегрегаций примесей в результате деформационного старения, хотя для этого требуется значительное время, что и было отмечено в работах [54, 75 ]. Однако даже в случае состаренных (предварительно деформированных) образцов из стали 08кп скорость коррозии в растворе серной кислоты [59 ] оказалась меньше, чем несостаренных. На поверхности этих образцов в процессе старения появляются линии скольжения, а это прямо свидетельствует [c.117]

Легирующие элементы сталей оказывают влияние на склоность к карбидообразованию. N1, 81, Со облегчают образование карбидов вследствие повышения активности углерода. Мо, , V, КЬ, Мп, напротив, снижают активность углерода. Развитие МКК в сильно-01сислительных средах (вторая область потенциалов) часто является результатом наложения нескольких факторов, наиболее существенными из которых являются избирательное растворение избыточных фаз, неустойчивых в сильноокислительных средах избирательное растворение обедненных хромом приграничных областей специфическое действие хромат-ионов, образующихся в результате растворения стали избирательное растворение приграничных областей, являющихся местами сегрегаций примесей. [c.133]

В окислительных и сильноокислительных средах (65 % -ная НЫОз, Н1 Оз + Сг и др.) может возникать МКК в закаленных сталях при отсутствии избыточных фаз. Одной из причин МКК в этом случае считают сегрегацию примесей по границам зерен. [c.56]

Отбор проб металлического циркония. Наибольшие трудности возникают при отборе проб циркониевой губки вследствие сегрегации примесей. Лаборатории, занимающиеся металлургией циркония по программе Комиссии по атомной энергии США [177], разработали технику отбора проб губчатого цирконйя. Губку дробят и просеивают через сито с отверстиями 9,5 мм (частицы в 20 меш отбрасывают). Квартованием отбирают пробы весом около 1,4 кг, после чего материал прессуют в брикеты диаметром 10 см на гидравлическом прессе. С поверхности брикетов снимают стружку на токарном станке. Наиболее представительная проба получается при отборе пробы с цилиндрической поверхности образца. Стружку верхнего слоя отбрасывают. [c.196]

Природные и синтетические алмазы содержат разнообразные несовершенства кристаллического строения, влияющие на механические, электрофизические, оптические и физико-химические свойства кристаллов [184]. Ос оппь ми дефектами алмаза являются вакансии, гетероято гы, сегрегации примесей, дислокации, дефекты упаковки, границы блоков, зерен, зон роста и Др. [c.54]

Выдвигается также предположение, согласно которому помимо сегрегации примесей, развитию МКК может способствовать высокая плотность дислокаций иа границах зерен, что приводит к ухудшению за щит-кых свойств пассивной пленки над ними, как это наблюдали для нержавеющей хромоникелевой стали, содержащей до 1 % Si. Одиако при увеличении содержания S до 3—4 %, когда концентрация Si в твердом растворе растет и становится достаточной для образования защитной пленки, обогащенной SIO2, влияние дислокации уже незаметно и стойкость стали к МКК при этом возрастает [103]. [c.103]

Если напряжения не слишком велики и сплав имеет менее совершенную пассивацию по границам зерен (например, вследствие сегрегации примесей), то трещина будет развиваться межкристаллитно. В противоположном случае реализуется также и траискристаллитное развитие трещины, в основном в направлении развития максимальных растягивающих напряжений. [c.113]

Геометрической характеристикой специальной границы является обратная плотность совпадающих узлов 2, т.е. это объемная доля совпадающих узлов среди узлов одной из исходных решеток. Двойниковая граница является специальной. По сравнению с другими специальными границами она имеет достаточно малые значения 2. Например, для двойниковой границы в кубических кристаллах 2 = 3, т.е. каждый третий узел решеток, на) онящихся в двойниковом соотношении, общий. Естественно, что двойншсовое сопряжение кристаллитов является наиболее безболезненным по сравнению с сопряжением по другим специальным границам. В связи с этим двойниковые границы обладают, как правило, минимальными значения га поверхностной энергии, малыми коэффициентами зерно граничной йффузии, меньшей склонностью к сегрегации примесей. [c.37]

Выявление дефектов решетки производилось методом химического травления. По форме и расположению фигур травления можно было судить о типе дефектов дислокация, сегрегация примесей, блочность кристалла и т. д. Интерпретация картины травления осложнялась из-за неопределенной кристаллографической ориентации кристаллов. Полученные результаты, в случае твердых растворов трехкальциевого силиката, носили. таишь качественный характер. Тем не менее электронпоми-кроскопическая картина позволила охарактеризовать своеобразие внутренней структуры твердого раствора. [c.73]

Выражение (2) рассматривается как эмпирическое-и, в отличие от теоретического уравнения сегрегации примесей при направленной кристаллизации, не связано с выполнением пфанновских приближений [4]. В общем случаэ значения кь могут зависеть от д, однако такие зависимости сглажены по сравнению с наблюдающимися изменениями вдоль [c.84]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология