ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Текстура совокупности кристаллов из "Дефекты покрытий " На рис. 2 приведены схемы строения матери ишв с ограниченной и аксиальной текстурами. Для удобства при описании текстзф положение плоскостей и направлений в решетке зерен относят к какому-либо геометрическому образу (плоскости, правлению), не связанному с рассматриваемым материалом. Ниже в качестве таких образов будет ис пользоваться либо плоскость поверхности подложки либо нормаль к ней. При описании ограниченной текстуры за плоскость текстуры будем принимать плоскости, параллельные поверхности подложки, а направление, общее для всех зерен (направление ограничения), совмещать с этой же плоскостью. Аксиальную текстуру будем описывать направлением в решетке, нормальным к поверхности подложки. Для обозначения текстур используются обозначения плоскостей и направлений, принятые в кристаллографии это тройки чисел. Если они взяты в квадратные скобки, то они обозначают направления, если в круглые - плоскости. Поэтому обозначение ограниченной текстуры имеет вид (hkf)[uvw], а аксиальной - [НЩ. Возш1Кновение в материале текстуры, как правило, сопровождается появлением анизотропии свойств. В связи с этим физики и металловеды занимаются текстурированными материалами сравнительно давно и интерес к ним не ослабевает. [c.19] Однако анизотропия некоторых свойств материала может возникнуть и при отсутствии кристаллографической текстуры. Она может быть вызвана спещ1фичной формой зерен материала при этом свойства материала отражают форму составляющих его зерен. Кроме того, свойства материалов с одинаковой формой зерен зависят от характера их расположения. Поэтому существуют понятия текстур формы и расположения. [c.19] Очень близки к текстурам расположения текстуры укладки, возникающие в материалах, которые получают из порошков с частицами неравноосной формы. Близки к ним и текстуры в материалах, получаемых из порошков односторонним прессованием. В таких материалах возникает анизотропия контактов между отдельными частицами, что приводит, например, к анизотропии злектро- и теплопроводности. Эти виды текстур изучены сравнительно мало. [c.19] Теперь, когда введены основные понятия и определения, можно перейти к анализу закономерностёй роста совокупностей кристаллов. Предположим, что на поверхности подложки имеется совокупность кристаллов, покрывающих всю поверхность. Пусть подложка такова, что возникшая совокупность не обладает текстурой. Допустим также, что все кристаллы принадлежат к кубической системе и ограничень плоскостями 100 . [c.20] Оговорим условия роста этой совокупности. Предположим, что на ее поверхность падает направленный пучок атомов. Траектории движения атомов в пучке почти параллельны друг другу. [c.20] Сначала рассмотрим случай, когда направление пучка параллельно нормали к поверхности исходной совокупности. Этим фактически определена среда, в которой происходит рост рассматриваемой совокупности. Теперь необходимо выбрать фактор отбора. Для простоты и наглядности выберем в качестве фактора отбора скорость роста каждого кристалла совокупности. Для возможности проведения анализа необходимо вспомнить некоторые представления, касающиеся взаимодействия атомов с поверхностью кристаллов. [c.20] попавший на поверхность, адсорбируется на ней. Однакд он может десор роваться и перейти в состав среды или путем ползания по поверхности достичь места, ще он перейдет в конденсированное состояние, г.е. войдет в состав решетки растущего кристалла. Количество атомов, попавших на единицу поверхности кристалла, зависит от угла между этой поверхностью и направлением молекулярного пучка эта зависимость такая же, как и для освещенности поверхности, наклонен ной к световому пучку. [c.20] Таким образом, чтобы щюанализировать рост кристаллов в совокупности с учетом скорости их роста, следует сделать определенные предположения относительно механизма взаимодействия среды с кристаллами совокупности. [c.21] Из -рйс 3,д отчетливо видно, что из десяти кристаллов исходной совокупности к моменту времени 25t осталось только три кристалла (кристаллы i, 2, 3). Причиной гибели остальных кристаллов явилось их менее благоприятное начальное положение. Как видно из этого рисунка, гибель кристаллов происходила в разные моменты времени. Такая последовательность развития (гибель является одной из форм развития ) является типичной. [c.21] Для сравнения на рис. 3,6 приведена микрофотография совокупности кристаллов вольфрама, полученная в условиях, близких к условиям, для которых бьша построена схема на рис. 3,а. Как видно, схема достаточно 1юлно воспроизводит вид реальной совокупности. [c.21] Аналогичное развитие совокупностей кристаллов происходит и в том случае, когда длина свободного пробега соизмерима с размером отдельного кристалла. Более сложен случай, когда длина свободного пробега ограничена размером грани кристалла. При этом перераспределение атомов между гранями кртсталлов отсутствует. Поэтому существенным становится положение каждой грани относительно молекулярного пучка. [c.22] Для графической иллюстрации этого случая воспользуемся той же совокупностью, которая была использована при построениях на рис. 3,а. Построения проведем аналогичным образом их результаты приведены иа рис. 4,а. Схема на рис. 4,а получена в предположении, что скорость роста правых граней вдвое больше, чем скорость роста левых граней. [c.22] Схема ца рис. 4,6 построена на основе предположения, что скорости роста граней, пересекающихся в 1Йоскости подложки, одинаковы, а пересекающихся в вершинах отличаются вдвое. В обоих случаях в результате гибели одних кристаллов и развития других возникает совокупность столбчатых кристаллов. На схеме на рис. 4,а видна тенденция к возникновению наклона столбчатых кристаллов в сторону, где расположены грани с большей скоростью роста. Такого наклона в схеме на рис. 4,6 не наблюдается. Выявить признаки текстуры на этих схемах не удается. [c.23] Осталось рассмотреть еще один случай, когда длина свободного пробега близка к нулю. При таком предположении каждая грань развивается независимо от соседних с этой точки зрения рассматриваемый случай похож на предыдущий. Наибольшей скоростью роста будут обладать грани, почти перпендикулярные молекулярному пучку. Кристаллы с таким расположением некоторых граней будут иметь щ еимущество перед друпши кристаллами они будут развиваться, а другие кристаллы — погибать на разных стадиях роста. В такой совокупности при достаточно большом времени ее развития можно ожидать появления аксиальной текстуры типа [10]. Кроме того, совокупность будет иметь столбчатый характер, причем направление столбчатых кристаллов будет совпадать с направлением молекулярного пучка. [c.23] С увеличеш1ем высоты кртсталлов направление их роста все в большей мере приближается к направлению подачи материала. Это связано с закономерностью отбора преимущество в развитии имеют те кристаллы, скорость роста которых наибольшая. Наибольшая ж скорость роста в этом случае совпадает с направлением молекулярного пучка. Отбор происходит непрерывно в течение всего процесса роста. Результатом его является столбчатая форма кристаллов. [c.23] Выше уже обращалось внимание на то, что для совокупности столбчатых кристаллов возможно образований текстуры. Однако ряд других примеров показывает, что выявить ее признаки путем построения схем роста удается не всегда. Рассмотрим, что дает эксперимент. В большинстве случаев совокупности столбчатых кристаллов текстурированы. Однако иногда наблюдаются совокупности, в которых текстура отсутствует. Исходя из представлений об естественном отборе при использовании факторов, связанных со свойствами и состоянием среды, невозможно указать, в каком случае текстура возникает, а в каком ее возникновение исключается вообще. [c.23] Вернуться к основной статье