Бьеррума дефекты

Оровама уравнение 121, 123 Берга — Барретта метод 192, 194 Бернала — Фаулера правила 160 Бингама тело 16, 20, 24, 225 Бриджмена наковальни 35 Бьеррума дефекты 160, 161 Бюргерса вектор 65—71, 77, 145, 158 [c.279]

Рис. 4.32. Движение дислокаций во льду создает дефекты Бьеррума, (а) Идеальная решетка, в которой выполняются правил а Бернала — Фаулерг (след базисных плоскостей горизонтален), (б) Краевая дислокация, перемещающаяся по плоскости группы 5. (в) После прохождения дислокаций остается О-дефект на связи ВС (2 протона) и Ъ-дефект на связи СО

Рассмотрим, что произойдет, если поместить ион в решетку льда. Заменим молекулу воды в нормальной конфигурации Бернала — Фаулера (фиг. 6, а) ионом водорода. Это нарушит равновесие структуры, как показано на фиг. 6, б. Однако, если мы, кроме водородного иона, внесем еще дефект типа Бьеррума, как на фиг. 6, в, то компенсация зарядов будет удовлетворительной. [c.323]

Если молекула заменена ионом, скажем, калия или аммония, то следует взять два дефекта Бьеррума тогда мы снова получим удовлетворительную компенсацию зарядов, как показано на фиг. 6, г. [c.324]

Кинетика движения двух сортов зарядов, имеющихся во льду (ионов и дефектов Бьеррума), будет зависеть от полей, возникающих вблизи этих зарядов. Однако расчет этих полей отличается от расчета в макроскопическом случае. Для локальной диэлектрической проницаемости в области вблизи ионов и дефектов Бьеррума мы должны использовать теперь высокочастотное (для частот порядка мегагерц) значение е, т. е. считать ее равной еоо=3,1. Б табл. 2 приведены выражения для локальных полей различных зарядовых конфигураций, полученные в этом предположении. Б макроскопическом случае поляризация, вызываемая зарядом, обусловлена, во-первых, электронной и атомной поляризацией во-вторых, ориентационной поляризацией, ограниченной статистическими эффектами. [c.324]

Изучая взаимодействие ионов, мы находимся в пределах молекулярных масштабов и должны помнить, что 1) изолированный дефект Бьеррума несет вполне определенный некомпенсированный локальный заряд и 2) ионный заряд компенсирован не полностью, так как для его компенсации (отвлекаясь от электронных и ионных поляризуемостей) необходимо несколько дефектов Бьеррума. [c.324]

Что же происходит в случае льда Разность между вычисленной в макроскопической электростатике величиной поля, действующего на заряд, и полем, предполагаемым в молекулярной теории, просто компенсируется облаком дефектов Бьеррума. Это в некоторой степени аналогично описанной выше компенсации ионного загяаа облаком ионов в жидких электролитах. Иначе говоря, количество зарядов, имеющихся в решетке льда, недостаточно для полной компенсации ионного заряда оставшийся заряд должен компенсироваться облаком дефектов Бьеррума. [c.325]

Необходимо иметь в виду, что-дефекты Бьеррума не представляют собой вполне свободно движущиеся заряды. Обычные заряды в проводнике двигаются непосредственно под действием приложенного поля. Искажения же могут передвигаться лишь вследствие поворота молекул в решетке. По мере увеличения поляризации кристалла остается все меньше и меньше молекул, которые еще могут повернуться в результате устанавливается некоторый баланс между ориентирующим влиянием поля и дезориентирующим действием теплового движения. Иначе говоря, статистика больших чисел конкурирует с полем. Поэтому рассматриваемый механизм обусловливает скорее диэлектрическую релаксацию, чем ионную проводимость. [c.325]

Некоторые данные указывают, что даже вблизи точки плавления концентрация дефектов Бьеррума во льду в состоянии равновесия не превышает 1 на 10 молекул концентрация же ионов [c.325]

Мы можем развить теперь кинетику движения дефекта Бьеррума сквозь частично поляризованный кристалл под действием электрического поля и использовать результат для расчета скоростей дрейфа не только самих дефектов Бьеррума, но сопровождаемых ими ионов. [c.326]

Кинетика дефектов Бьеррума в поле [c.326]

Рассмотрим в такой решетке две молекулы А н В (фиг. 7) и дефект Бьеррума, находящийся в точке О. Если бы мы не требовали, чтобы А к В создавали дефект в точке О, то они могли бы [c.326]

Движение дефекта Бьеррума эквивалентно теперь вращению одной из молекул. Пусть vo—частота вращения молекулы в отсутствие поля. При наличии поля нужно взять произведение этой частоты на множитель Больцмана, соответствующий энергии, не- [c.326]

Суммируя частоту переходов, можно найти полную частоту миграции дефектов Бьеррума, и, следовательно, получить выражение для тока смешения, вызванного дефектом [c.327]

Франк [9] впервые заметил, что этот результат изменится при наличии миграции ионов, которые увлекают за собой дефекты Бьеррума с зарядом противоположного знака. [c.327]

В это уравнение включено движение комплекса, содержащего ион решетки вместе с дефектом Бьеррума. Мы складываем их алгебраически, так как если ион положительный, то ему почти всегда соответствует дефект Бьеррума с отрицательным зарядом и наобооот. Следовательно, FJ означает среднюю силу, действующую на такой комплекс. Если отбросить зарядовый член, пропорциональный е, то выражение для FJ дает среднюю силу, действующую на дефект Бьеррума. Мы имеем член вида произведение заряда на поле минус статистическая сила, которая должна существовать, коль скоро имеется поляризация. Статистическая сила должна быть равна силе, необходимой для установления правильной равновесной поляризации, т. е. должна вызывать поляризацию, равную разности поляризации, соответствующей статической диэлектрической проницаемости, и поляризации, соответствующей диэлектрической проницаемости при высоких частотах. Средняя сила, действующая на комплекс ион — дефект в состоянии равновесия, обладает потенциалом [c.328]

Потенциал статистической силы, действующей на дефекты Бьеррума, есть X- Напишем теперь соответствующие уравнения Пуассона для этих потенциалов [c.328]

Если концентрация дефектов Бьеррума в точке замерзания, достигает одной пары на 10 молекул, то длина экранирования [c.329]

Ион, сопровождаемый двойным дефектом Бьеррума, не может двигаться свободно, так как при его переходах сзади оставался бы дефект Бьеррума противоположного знака. Такой захваченный дефектом Бьеррума ион не будет принимать участия в процессах переноса до тех пор, пока он не станет подвижным, избавившись от избыточного дефекта однако возможны процессы рекомбинации с участием неподвижных ионов. [c.330]

Эффект Вина для льда зависит от алгебраической разности скоростей рекомбинирующих единиц (комплексов ион—дефект). Для рекомбинации двух ионов, один из которых компенсируется дефектом Бьеррума с одним зарйдом, а другой — дефектом с одним или ббльшим числом зарядов, имеем [c.332]

Мы рассмотрели вопрос о том, какой механизм первичной диссоциации во льду, (1) или (2), играет более важную роль. Мы убедились в том, что подвижными могут быть только ионы, связанные с одиночными дефектами, т. е. ионы, возникающие в результате действия механизма (1). Однако можно представить себе такую ситуацию, при которой существует запас ионов, связанных с двойным дефектом Бьеррума из этих захваченных ионов могут образоваться подвижные ионы в результате вторичного процесса (4). Путем изучения одного лишь тока насыщения невозможно различить эти два способа образования подвижных ионов. Однако их можно различить, основываясь на эффекте Вина. Постоянная кулоновского притяжения между двумя подвижными ионами должна примерно в 3,5 раза превышать постоянную притяжения между подвижным и захваченным ионами [т. е. между ионами, возникающими в результате процесса (2)]. Таким образом, на основании эффекта Вина можно решить, какой процесс, (1) или (2), принципиально более важен для льда и, следовательно, какие ионы, подвижные или захваченные , играют более существенную роль. [c.333]

Мы видим, таким образом, что процесс (1), в результате которого возникают подвижные ионы, играет основную роль. Следовательно, можно считать, что во льду большинство ионов связано с одиночными дефектами Бьеррума. [c.334]

Рассматривая результаты Эйгена и де Мейера [12] по изучению эффекта Вина, мы пришли к выводу, что в кинетике возникновения и рекомбинации ионов главную роль играют процессы, в которых принимают участие подвижные ионы водорода, состоящие из избыточного протона, связанного с дефектом Бьеррума с отрицательным зарядом, и подвижные гидроксильные ионы, связанные с дефектом Бьеррума с положительным зарядом. Мы скомбинируем эти данные с другими результатами, полученными при изучении проводимости, токов насыщения и диэлектрических свойств льда, чтобы составить более общее представление о процессах релаксации, происходящих во льду. [c.334]

Поскольку миграция дефектов Бьеррума не определяется олько электрическим полем, то же самое относится и к миграции 10Н0В водорода. При движении иона водорода в кристалле за ним остается нить неправильно поляризованных и неправильно (ориентированных молекул воды можно сказать, что перемешаю-щийся ион водорода ташит за собой дефект Бьеррума. Следовательно, как мы уже видели, скорость передвижения дефектов, Бьеррума зависит как от поляризации, так и от электрического поля. Влияет ли это усложняющее обстоятельство на движение ионов водорода Ответ на этот вопрос зависит от отношения максвелловского времени релаксации для проводимости к дебаев-скому времени релаксации для поляризации. [c.337]

Дед можно также рассматривать как протонный полупроводник. Мы не хотим подробно обсуждать эту достаточно большую область исследования, которую плодотворно изучали Шеррер и его сотрудники [16, 17], тем более, что мы не анализировали детально их результатов, но нам кажется, что их общие заключения вполне обоснованы. Ограничимся лишь несколькими замечаниями. Некоторые ионы передвигаются особенно хорошо в кристаллах льда НзО" , НО , Р , NH4 . (Относительные растворимости солей во льду точно еще не известны, так как при определении этих величин возникают трудности, связанные, например, с ионным обменом.) Поместим в лед молекулу НР. Эта молекула стремится захватить дефект Бьеррума с положительным зарядом. Поскольку дефекты Бьеррума также подчиняются закону действующих масс вида Св Св =К, концентрация дефектов Бьеррума с отрицательным зарядом будет возрастать, а время диэлектрической релаксации уменьшится. Этим же объясняется то обстоятельство, что температурный коэффициент диэлектрической релаксации во многих случаях для льда с примесями меньше, чем для чистого льда. [c.337]

Эти же рассуждения можно повторить и для N11 , если поменять ролями положительные и отрицательные ионы. Однако это был бы несколько другой вариант, так как согласно некоторым данным [12] положительные и отрицательные ионы, по-видимому, передвигаются с разными скоростями. Это же справедливо и для дефектов Бьеррума. Действительно, добавление кислот приводит к увеличению времени диэлектрической релаксации, так как возникает относительно большее число дефектов Бьеррума с отрицательным зарядом, которые передвигаются медленнее, чем дефекты с положительным зарядом. Кроме того, при наличии достаточного количества водородных ионов может возникнуть такая ситуация, когда время будет того же порядка величины, что и Хр. В этом случае проводимость определяется не только частотой перехода, но зависит также от скорости диэлектрической релаксации ). [c.338]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...