ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Кристаллизация и стеклование из "Физические основы конструирования и технологии РЭА и ЭВА " При достаточном сближении частиц между ними возникают силы взаимодействия. Независимо от природы этих сил, общий характер их остается одинаковым (рис. 1.1, а) на относительно больших расстояниях возникают силы притяжения / пр, увеличивающиеся с уменьшением расстояния между частицами г (кривая /) на небольших расстояниях возникают силы отталкивания / от которые с уменьшением г увеличиваются значительно быстрее, чем (кривая 2). Так, для ионных кристаллов fnp 1/г , Far 1/ -На расстоянии г = силы отталкивания уравновешивают силы притяжения и результирующая сила F обращается в нуль (кривая 3). Так как F = — dU/dr, где U — энергия взаимодействия частиц, то ири г = Го величина U достигает минимального значения, равного — U B (рис. 1.1, б). Поэтому состояние частиц, сближенных на расстояние Го, является состоянием устойчивого равновесия, вследствие чего под влиянием сил взаимодействия частицы должны были бы выстраиваться в строгом порядке на расстоянии Го друг от друга, образуя тело с правильной внутренней структурой. [c.5] Однако помимо потенциальной энергии взаимодействия частицы обладают кинетической энергией теплового движения, стремящегося разрушить порядок в их расположении. Состояние и свойства вещества определяются относительной ролью этих двух факторов. В газообразном состоянии расстояния между частицами столь велики, что силы взаимодействия между ними практически не проявляются. Поэтому в промежутках между столкновениями, носящими случайный характер, частицы ведут себя фактически как свободные, совершая хаотическое поступательное движение. Фиксированных положений равновесия они не имеют. [c.5] При понижении температуры н переходе вещества в твердое состояние расстояния между молекулами еще несколько уменьшаются и энергетически выгодной становится перестройка частиц с образованием правильной структуры, в которой каждая из частиц оказывается заключенной в ячейке постоянных размеров и постоянного расположения (рис. 1.2, б). Так как такая структура является более плотной, то потенциальный барьер, окружающий частицу, повышается по сравнению с жидким состоянием. Вместе с понижением температуры это приводит к тому, что частота перехода частиц из ячейки в ячейку резко падает. Частицы фактически закрепляются в определенных положениях равновесия, совершая около них колебания с частотой v 10 —10 S и только время от времени (примерно раз в течение нескольких суток) могут переходить из одной ячейку в другую. [c.7] Со структурной точки зрения эти три состояния вещества различаются порядком расположения частиц друг относительно друга — своей внутренней структурой. [c.7] Твердому кристаллическому состоянию присуще наличие так называемого дальнего порядка, г. е. строгой повторяемости в любых направлениях, например А А, ВВ и т. д., одного и того же элемента структуры—атома, группы атомов или молекул (рис. 1.2, б). Геометрически такая строгая периодичность описывается заданием кристаллической решетки (см. 1.3). В физическом отношении тела с подобной структурой в общем случае анизотропны — их сеой-ства зависят от направления в решетке. [c.7] Для жидкого состояния характерно отсутствие дальнего порядка, но наличие так называемого ближнего — некоторой взаимоупорядоченности в расположении элементов структуры (рис. 1.2, а). Однако эта упорядоченность сравнительно быстро утрачивается и уже на расстоянии, сравнимом с размерами структурных элементов, исчезает почти полностью. [c.7] В газообразном состоянии отсутствует как дальний, так и ближний порядок. [c.7] Существует большое количество материалов, у которых одновременно сочетаются кристаллическая и стеклообразная формы. К таким материалам, получившим широкое применение в электронике, относятся, в частности, керамика и ситаллы. В керамике в качестве кристаллической фазы используются природные и искусственные минералы (корунд, рутил, кристоболит и др.)-в качестве стекловидной — различные стекла. Ситаллы получают частичной кристаллизацией стекол. С этой целью в стекло вводят небольшие добавки веществ, способные образовывать зародыши при кристаллизации, равномерно распределеииые в объеме стекла. При соответствующих условиях из этих зародышей вырастает огромное число мелких кристалликов (0,1—1 мкм), сросшихся друг с другом через тонкие аморфные прослойки стекла. [c.9] Вернуться к основной статье