Размерный эффект

Исследование легированных кристаллов германия показало, что в низкотемпературной области легирование донорными примесями (Sb и As) приводит к упрочнению в противоположность легированию акцепторными примесями (In и Ga). Сравнение численных значений микротвердости германия легированного донорными и акцепторными примесями, свидетельствует о большей твердости германия, легированного сурьмой, чем легированного мышьяком, и германия, легированного индием, чем легированного галлием. Это можно объяснить влиянием размерного эффекта на прочностные свойства германия [66]. [c.253]

Содержание в составе материала при его получении различного количества связующего приводит к различным размерным эффектам при облучении. Влияние содержания в графите пека на изменение его размеров может быть проиллюстрировано на специально отпрессованных вариантах графита марки МПГ, для чего использовали мелкодисперсные наполнители — коксы электродный и крекинговый. Связующим служил пек. Полученные образцы обладали достаточной изотропией свойств. Радиационный эффект при увеличении содержания пека в них уменьшался (табл. 4.7) после облучения при 270—320° С флюенсом 6,5-102° нейтр./см2. [c.164]

Несмотря на большее разнообразие конструкций кладок, есть ряд общих принципов. Графит является материалом, который позволяет собирать самоподдерживающуюся конструкцию активной зоны реактора. Кладку собирают в виде штабеля из графитовых деталей, подгоняя при этом детали друг к другу для исключения значительных зазоров между ними. В то же время при конструировании кладки должна обеспечиваться необходимая подвижность деталей во избежание разрушения конструкции вследствие термического расширения и радиационной деформации. Вся конструкция заключается в герметичный кожух, который в реакторах с повышенной температурой эксплуатации предохраняет графит от выгорания. С целью снижения влияния радиационного размерного эффекта — распухания при низкой температуре и сжатия при температуре выше 300 С— в некоторых конструкциях производится периодическая замена части графитовой кладки — втулок, смонтированных вместе с системой твэлов и охлаждающих трубок 130, с. 15]. [c.228]

В Г. я. важную роль играет рассеяние электронов поверхностью образца если траектория электронов замкнута, то поперечная проводи.мость осуществляется путём столкновений. Поэтому поверхностное рассеяние приводит к увеличению проводимости в приповерхностном слое, что находит отражение в зависимости Др/р от J-f для образцов конечных размеров (статический скип-эффект, си. также Размерные эффекты). [c.396]

В каждой из контактирующих сред на нек-рое расстояние от П. простирается слой, в к-ром элементный состав и хим. состояние, атомная и электронная структуры и, следовательно, динамич., электронные, магн. и др. свойства вещества существенно отличаются от его свойств в объёме. Толщина этого слоя зависит от природы соприкасающихся сред и внеш. условий и определяется характерной длиной, присущей рассматриваемому физ. явлению (см. Размерные эффекты. Квантовые размерные эффекты). Напр., толщина слоя со специфич, электронными свойствами определяется длиной экранирования электрич. поля в среде и изменяется от 10 см в металлах до величин 10 — 10" см и более в полупроводниках, плазме и электролитах (см. Дебаевский радиус экранирования). [c.653]

Если хотя бы один из размеров образца d достаточно мал (напр., образец—тонкая плёнка), то возникает дополнит, размерное квантование спектра (см. Квантовые размерные эффекты). Если ось oz направлена вдоль толщины плёнки, то энергетич. спектр электронов имеет вид [c.434]

Изучению физических свойств малых атомных агрегаций, называемых в литературе кластерами, малыми частицами, изолированными нанокристаллами, посвящено большое число оригинальных экспериментальных работ, результаты которых обобщены в ряде детальных обзоров и монографий [7—11, 29, 89, 194—198]. Это позволяет ограничить данный раздел обсуждением лишь тех размерных эффектов, которые наблюдаются на структуре наночастиц и связаны с ней, а также некоторых новых экспериментальных результатов последних лет. [c.62]

В целом на основе анализа данных разных авторов по размерной зависимости температуры плавления малых частиц можно полагать, что температуры плавления массивных кристаллов и малых частиц размером более 10 нм почти не различаются. Обусловленное размерным эффектом заметное понижение температуры плавления наблюдается, когда размер наночастиц становится меньше 10 нм. [c.72]

Таким образом, экспериментальные данные по размерному эффекту параметра решетки наночастиц неоднозначны. В первую очередь это может быть связано с адсорбцией примесей или (в случае соединений, имеюш их области гомогенности) с различным химическим составом частиц другая возможная причина неоднозначности результатов — структурные превращения, вы- зываемые уменьшением размера частиц еш е одной причиной могут быть систематические ошибки методик измерения параметра. [c.75]

Квантовый размерный эффект — осцнлляционная зависимость термодинамических и кинетических характеристик тонких пленок т) ердого тела от толщины пленки, связанная с квантованнем электронных уровней. [c.282]

Один из таких механизмов упрочнения связан со способностью дислокаций переходить через границу зерна или генерировать дополнительные дислокации во второй фазе в результате плоского скопления вблизи поверхности раздела первой фазы. Согласно этой модели, прочность композита должна увеличиваться с уменьшением размера пластин или стержней, поскольку при этом убывает размер плоского скопления. В работах ряда исследователей было показано, что действительно имеется соотношение типа Пет-ча между напряжением течения и обратной величиной корня квадратного из размера пластин или расстояния между стержнями [9, 10, 54, 59]. Коссовски и др. [38] учли повышение прочности, обусловленное размерным эффектом типа Петча, и, применив измененную формулу правила смеси, рассчитали прочность композита, которая оказалась в хорошем согласии с экспериментальной величиной для эвтектики Ni—Сг. [c.371]

Размерный эффект должен зависеть от природы межфазной поверхности. Следует ожидать, что некогерентные границы окажутся более эффективными барьерами для перемещения дислокаций, чем полукогерентные, обладающие кристаллографическим соответствием. Кляйн и Ли [10] подтвердили это предположение, показав, что имеется более сильная зависимость напряжения течения от размерного фактора в равноосной ввтекти,к е Ag—>Си [c.371]

Несколько параллелей можно провести также в области влияния микроструктуры на индуцированное водородом разрушение материалов. Наиболее общей из таких закономерностей является положительный эффект уменьшения размера микроструктуры, будь то размер зерна, пластинок мартенсита или частиц выделившейся фазы, например, видманштеттовых а-частиц в титановых сплавах. Положительное влияние этого фактора обычно отмечается также в связи с прочностью, вязкостью разрушения и сопротивлением усталости материалов, так что измельчение микроструктуры может служить примером того, как улучшение одних свойств сплава не влечет за собой очевидного ухудшения других параметров [64] (наиболее существенным исключением является высокотемпературная ползучесть, не рассматриваемая в данной главе). Таким образом, те исследования изменения свойств сплавов под воздействием окружающей среды, в которых размер микроструктуры остается неконтролируемым, просто игнорируют одну из важнейших переменных, даже в тех случаях, когда размерные эффекты не являются главным фактором, определяющим поведение системы. [c.119]

Исследования при высокотемпературном облучении большими флюенсами модельных материалов — пироуглерода и пирографита — выявили влияние плотности на размерные эффекты. У изотропных пироуглеродиых материалов, осажденных как при низкой, так и при высокой (выше 1600°) температуре, при облучении флюенсом 8-10 нейтр./см при 600—1400°С радиационное изменение линейных размеров, как показано Стивенсом и Бокросом [214], снижалось по мере возрастания исходной плотности. Скорость начального сжатия изотропного пиро-углерода (с одинаковой степенью совершенства) резко снижается с увеличением плотности от 1,55 до 1,95 г/см . Зависимость размерных изменений от плотности сохраняется и в области вторичного роста (распухания) более плотные материалы распухают сильнее. [c.174]

При облучении в области температуры 100—300°С проявляются анизотропные свойства графита. Высокотекстурованные анизотропные материалы испытывают рост в направлении преимущественного расположения с-осей кристаллитов и сжатие в перпендикулярном направлении, в то время как для изотропных материалов характерно увеличение размеров и в том и в другом направлении. При температуре яй100°С распухание может достигать 10—12%. Эффект изменения размеров уменьшается с повышением температуры облучения. Совершенство кристаллической структуры практически не сказывается на размерных эффектах при температуре облучения до 250—300° С, если размер кристаллитов больше 200 А, что характерно для реакторного графита. [c.176]

У рассмотренных выше графитов различие их радиационной размерной стабильности определялось прежде всего анизотропией свойств и степенью совершенства кристаллической структуры. При высокотемпературном облучении высокими дозами наряду с перечисленными факторами на размерные эффекты существенно влияет плотность материала. Сама плотность при этом также не остается постоянной. Бокрос и Каяма [162] исследовали облученные флюенсом до 3-10 нейтр./см в интервале температуры 900—1000° С модельные изотропные пирографиты, имевшие турбостратную структуру (высота кристаллитов составляла от 50 до 200 А) и плотность от 1,55 до 2,1 г/см . Плотность при облучении росла и тем значительнее, чем ниже она была до облучения. У образцов с плотностью 1,55 г/см она увеличивалась до 1,95 г/см . Последующее облучение до 1022 нейтр./см привело к монотонному снижению плотности у всех образцов, причем у наиболее плотных образцов она в конечном счете снизилась. У остальных образцов плотность осталась по сравнению с исходной повышенной. [c.188]

Вследствие радиационного роста графита и его теплового расширения в кладке возникают силы, которые могут вызвать смещение блоков в радиальном направлении и привести соответственно к нарушению центровки блоков, искривлению графитовых каналов и в итоге — к нарушению целостности кладки. Скорость распухания графита может быть существенно снижена в результате повышения рабочей температуры. Одним из способов снижения размерного эффекта является периодическая замена части графита кладки, находящегося вблизи топлива и поэтому наиболее облученного. На Первой АЭС и двух реакторах БАЭС графит, смонтированный в одно целое с системой твэлов и охлаждающих трубок, периодически извлекается с ними по мере выгорания топлива. В реакторах типа Колдер-Холл предназначенные для поддержки твэлов сменные графитовые кольцевые втулки обеспечивают также и защиту графита блоков. [c.244]

Наряду с рассмотренными выше конструктивными способами уменьшения последствий радиационно-термических размерных эффектов может быть обеспечено их снижение путем изменения технологии получения графитовых элементов кладки (или одновременным применением конструктивных и технологических приемов). При использовании свойств графита и особенностей его производства для компенсации радиационнотермических процессов основное внимание обращено на повышение радиационной размерной стабильности графита, которая может быть достигнута в результате создания изотропного материала. [c.250]

ГАНТМАХЕРА ЭФФЕКТ (радиочастотный размерный эффект) — аномальная зависимость (появление пиков) поверхностного импеданса металлич. пластин от величины пост. Mai H. поля. Г. э. наблюдается при тех значениях напряжённости поля, когда один из характерных размеров электронных траекторий внутри металла становится сраннилшм с толщиной пластины. Этот эффект, открытый В. Ф. Гантмахером (1902), нашёл примоненле как метод исследования ферми-поверхности и процессов рассеяния электронов в металлах. [c.416]

Наряду с К, о, в магн. поле в металлах и полупроводниках могут наблюдаться также квантовые эффекты др. природы размерное квантование в плоских плёнках, проволоках и цилиндрах, связанное с ограничением области движения (см. Квантовые размерные эффекты) или с интерференцией электронов (А ароно-ва Бома эффект), и розонапсные явления — циклотронный резонанс, резонанс на магнитных поверхностных уровнях, магнитофононный резонанс. [c.324]

КВАНТОВЫЕ РАЗМЕРНЫЕ ЭФФЕКТЫ — изменение термодинамич. и кинетич. свойств кристалла, когда хотя бы один из его геом. размеров становится соизмеримым с длиной волны де Бройля лектронов. К. р. э. обусловлены квантованием движения электрона в направлении, в к-ром размер кристалла сравним с Xg (размерное квантование). [c.324]

Среди уникальных физ. свойств Н. к. выделяется их исключительно высокая механич. прочность, превышающая прочность массивных монокристаллов в 10 —10 раз и приближающаяся к теоретической. Здесь проявляется, в частности, размерный эффект прочность Н. к. резко возрастает при их диам. 5 мкм (рис. 4). Это объясняется тем, что дри таких диаметрах Н. к., как правило, не содержат дислокаций и имеют весьма совершенную поверхность. По этой же причине, благодаря меньшему рассеянию носителей заряда на дефектах и поверхностях, электросопротивление Н. к. относительно мало. Особенности Н. к. состоят также в том, что Н. к. ферромагнетиков и сегнетоэлектриков, как правило, представляют собой монодомеаы. [c.357]

При распространении звуковых или эл,-магн. волн сквозь тонкий проводник О. 3. наблюдаются даже в тех случаях, когда размерный эффект в статич. электропроводности отсутствует. В условиях аномального скии-вффекта О. 3. могут быть усилены за счёт возникновения слабозатухающих волн. [c.486]

При П. имеет место размерный эффект темп-ра П. Гд малых частиц R — зфф. радиус частицы) ниже, чем Гдл больших кристаллов. Эффект связан с поверхностной энергией, к-рая относительно велика для малых частиц. Напр., для Sn Гдл = 505 К, Яд ж 480 460 415 К соответствеиио для R = 10 6 4 нм. [c.593]

Размерное квантование. На край фундам. поглощения влияет также т. н. размерное квантование, к-рое возникает, если образец представляет собой тонкую плёнку или имеет маленькие размеры во всех измерениях. Соответствующие уровни энергии также проявляются при межаонно.м поглощении света (см. Квантовые размерные эффекты). [c.42]

Размерные эффекты в эпектропроводвости. Падение уд, электропроводности проводников а с уменьшением (1 впервые объяснил Дж. Дж. Томсон (1.1. ТЬошзон) в 1900. Вероятность зеркального отражения свободных носителей заряда (для определённости электронов) от поверхности (параметр зеркальности) ниеет вид [c.245]

При больших плотностях тока становится существенным влияние собств. магн. поля тока на двнже-вие электронов. Т. к. в центре пластины (проволоки) = о, то роли и Н противоположны ввеш. магн. поле концентрирует токовые линии у поверхности, а собств. магн. поле тока -- в центре (см. Линч-аффект , Непосредств. наблюдение С. с.-э. затруднительно. С. с.-э. проявляется по зависимости сопротивления образцов конечной толщины (пластин, проволок) от магн. поля (см. нижеследующую табл., а также табл, в Ст, Размерные эффекты). [c.677]

Внутризонная фотопроводимость связана с изменением подвижности носителей заряда при их перераспределении по энергетич. состояниям в результате поглощения излучения. К процессам, вызывающим внутризонную Ф-, относят оптич. переходы носителей заряда внутри одной зоны, к-рые возможны благодаря рассеянию носителей на примесях и фононах (см. Рассеяние носителей заряда в твёрдом теле) прямые оптич, переходы между подзонами дырочной зоны в полупроводниках р-типа ( лёгкие и тяжёлые дырки, см. Зонная теория) переходы между подзонами размерного квантования в полупроводниковых структурах (см. Квантовые размерные эффекты). Внутризонная Ф. впервые наблюдалась Моссом и Хокинзом (I960) в p-Ge (переходы между подзонами дырок) и Ролли-ном (1961) в M-InSb (внутризонное поглощение). [c.356]

Впервые дано систематическое изложение современного состояния иссле-допаний нанокристаллических материалов. Обобщены экспериментальные результаты по влиянию нанокристаллического состояния на микроструктуру и механические, теплофизические, оптические, магнитные свойства металлов, сплавов и твердофазных соединений. Рассмотрены основные методы получения изолированных наночастиц, ультрадисперсных порошков и компактных нанокристаллических материалов. Подробно обсуждены размерные эффекты в изолированных наночастицах и компактных нанокристаллических материалах, показана важная роль границ раздела в формировании структуры и свойств компактных наноматериалов. Проведен анализ модельных представлений, позволяющих объяснить особенности строения и аномальные свойства веществ в нанокристаллическом состоянии. [c.2]

Научный интерес к нанокристаллическому состоянию твердого тела в дисперсном или компактном виде связан прежде всего с ожиданием различных размерных эффектов на свойствах наночастиц и нанокристаллитов, размеры которых соизмеримы или меньше, чем характерный корреляционный масштаб того или иного физического явления или характерная длина, фигурирующие в теоретическом описании какого-либо свойства или процесса (например длина свободного пробега электронов, длина когерентности в сверхпроводниках, длина волны упругих колебаний, размер экситона в полупроводниках, размер магнитного домена в ферромагнетиках и т. д.). [c.5]

Катализ на малых металлических частицах можно рассмат ривать как проявление химического размерного эффекта. Так, в реакции гидрирования бензола с использованием в качестве катализатора полученных разложением металлоорганических комплексов наночастиц никеля или палладия на подложке SiOj с уменьшением размера металлических частиц наблюдается увеличение удельной каталитической активности, т. е. активности, отнесенной к одному поверхностному атому металла. При температуре 373 К и давлении бензола Hg и водорода Hj соответ- [c.10]

Как химический размерный эффект можно рассматривать также сдвиг энергии связи 3< ,д внутреннего уровня Pd в зависимости от размера частиц палладия [16, 18]. Для частиц Pd размером более 4—5 нм энергия связи З / д-уровня равна примерно 335 эВ, т. е. величине, характерной для объемного палладия. Уменьшение размера наночастиц Pd от 4 до 1 нм сопровождается (независимо от того, является ли материал подложки проводником (углерод) или изолятором (Si02, AijOj, цеолиты)) ростом энергии связи З /ад-уровня. Наиболее вероятная причина положительного сдвига — в размерной зависимости электронной структуры палладия, а именно, уменьшении числа валентных <г/-электронов. Аналогичный сдвиг энергии связи Pt 4/ 2 внутреннего уровня отмечен на наночастицах платины [16]. [c.11]

Химический размерный эффект проявляется также в повышении химической активности, наблюдаемом в тонкопленочных гетероструктурах. Например, в двухслойных оксидных гетероструктурах MgO/NbjO, реакции типа [c.11]

Малый размер зерен обусловливает большую развитость и протяженность межзеренных границ раздела, которые при размере зерна от 100 до 10 нм содержат от 10 до 50 % атомов нано-кристаллического твердого тела. Кроме того, сами зерна могут иметь различные атомные дефекты, например вакансии или их комплексы, дисклинации и дислокации, количество и распределение которых качественно иное, чем в крупных зернах размером 5—10 мкм и более. Наконец, если размеры твердого тела по одному, двум или трем направлениям соизмеримы с некоторыми характерными физическими параметрами, имеющими размерность длины (размер магнитных доменов, длина свободного пробега электрона, дебройлевская длина волны и т. д.), то на соответствующих свойствах будут наблюдаться размерные эффекты. [c.13]

Таким образом, под размерными эффектами в самом широком смысле слова следует понимать комплекс явлений, связанных с изменением свойств вещества вследствие собственно изменения размера частиц и одновременного возрастания доли поверхностного вклада в общие свойства системы. Благодаря отмеченным особенностям строения нанокристаллические материалы по свойствам существенно отличаются от обычных поликристаллов. По этой причине уменьшение размера зерен рассматривается как эффективный метод изменения свойств твердого тела. Действительно, имеются сведения о влиянии наносостоя-ния на магнитные свойства ферромагнетиков (температуру Кюри, коэрцитивную силу, намагниченность насыщения) и магнитную восприимчивость слабых пара- и диамагнетиков, об эффектах памяти на упругих свойствах металлов и существенном изме- [c.13]

На первый взгляд, переход к нанокристаллическому состоянию не является фазовым переходом, так как размерные эффекты на всех свйоствах проявляются постепенно и постепенно нарастают по мере уменьшения размера изолированных наночастиц или размера зерен в компактных наноматериалах. Однако все без исключения экспериментальные исследования вьшолне-ны на материалах со значительной дисперсией размеров частиц или зерен и вполне естественно предположить, что дисперсия размеров размывает фазовый переход, если таковой имеется. Доказательным мог бы быть эксперимент по выявлению размерного эффекта, проведенный на серии материалов одинакового химического, но разного гранулометрического состава, причем каждый из этих материалов должен состоять из частиц или зерен только одного размера. Лишь в таком эксперименте можно полностью исключить влияние дисперсии размера частиц и определить, является ли размерная зависимость того или иного свойства непрерывной и гладкой или же она имеет скачки, изломы и другие особенности. К сожалению, пока реально такой эксперимент осуществить невозможно. [c.15]

Как уже отмечалось, развитая поверхность изолированных наночастиц дает большой вклад в их свойства. Неаддитивность термодинамических функций, связанная с вкладом границ раздела фаз и учитываемая введением поверхностного натяжения о, приводит к размерным эффектам термодинамических величин. В случае наночастиц необходимо учитывать также зависимость поверхностного натяжения от размеров частиц. Влияние поверхностной энергии сказывается, в частности, на термодинамических условиях фазовых превращений. В наночастицах могут возникать фазы, которые не существуют в данном веществе в мао сивном состоянии. С уменьшением размера .астац вклад поверхности Fj = a(n)dv (где а(п) — поверхностное натяжение, зависящее от направления единичного вектора п, нормального к поверхности) в свободную энергию F = F, + F, (F,, — объемный вклад) увеличивается. Если в массивных образцах при некоторой температуре устойчива фаза 1, т. е. то при уменьшении размера с учетом может оказаться, что [c.62]

Выражения (3.4)—(З.б), полученные разными авторами для описания размерного эффекта температуры плавления нанокри-сталлических частиц, можно представить в форме i [c.68]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...