Дефекты в кристаллах отжиг

ГГ. 3. в твёрдом теле зависит от кристаллич. состояния вещества (в монокристаллах коэф, П. з. обычно меньше, чем в поликристаллах), от наличия дефектов и примесей, от предварит, обработки, к-рой был подвергнут материал (для металлов — ковка, прокат, отжиг, закалка) и т. и. Внутр. трение в кристаллах при комнатной темп-ре сильно зависит от наличия дислокаций. Под действием звука в кристалле возникают переменные упругие напряжения, к-рые возбуждают колебат. движения дислокаций. Взаимодействие этих колебаний с фононами решётки приводит к дополнит. П. 3. Различаются три осн. механизма дислокац, П. з. струнный, при к-ром дислокация рассматривается как струна длиной I, закреплённая в двух точках и колеблющаяся под действием звука в вязкой среде (рис. 6,а) гистерезисный, обусловленный отрывом дислокаций от их точек закрепления при больших амплитудах колебаний (рис. 6, б, в) релаксационный, связанный [c.658]

Наши предыдущие экспериментальные исследования были проведены на кристаллах бромистого серебра с добавками сернистого серебра, приготовленных следующим способом. После затвердевания сплав быстро охлаждался до комнатной температуры. В процессе охлаждения в кристаллах возникали нарушения однородности, вызванные местными изменениями в содержании сернистого серебра. Посредством последующего отжига (от 5 до 15 часов) сернистое серебро снова могло быть равномерно распределено по объему кристалла. Такие отожженные кристаллы, которые затем снова быстро охлаждались, были достаточно пластичны при комнатной температуре, чтобы их можно было спрессовать между двумя стеклянными пластинками для получения плиток должной толщины, пригодных для оптических измерений. Монокристаллы, которые приготовлялись при 380°, практически полностью разрушались в результате такой пластической деформации при комнатной температуре. Кроме того, такая обработка может увеличивать подвижность и, следовательно, скорость диффузии дефектов решетки. Последнее позволяет думать, что некоторые важные свойства смешанных кристаллов не могли наблюдаться нами в более ранних работах. Теперь мы знаем, что это действительно имеет место. [c.48]

Одной из трудных задач теории является относительная устойчивость границ субзерен внутри кристалла, в противоположность границам полигонизации, в частности в условиях отжига и длительного нагружения. При длительном нагружении и высокой температуре размеры субзерен увеличиваются, однако границы их не исчезают и характер субструктуры не изменяется. Очевидно, система границ первичной субструктуры обладает преимуществом с точки зрения баланса внутренней энергии. Эти границы образуются путем соответствующей группировки и ориентировки дефектов кристаллической решетки и стабилизируются благодаря наличию атмосферы чужеродных атомов. С другой стороны, границы, вновь образующиеся, например, в процессе полигонизации при высокой температуре и большой длительности нагружения, значительно менее устойчивы, изменяются в результате диффузии и при высоких температурах могут даже исчезать. [c.163]

Величина П. з. в твёрдом теле зависит от кристаллич. состояния вещества (в монокристаллах коэфф. П. з. обычно меньше, чем в поликристаллах), от наличия дефектов и примесей, от предварительной обработки, к-рой был подвергнут материал (для металлов— ковка, прокат, отжиг, закалка), п т. п. Внутреннее трение в кристаллах при комнатной темп-ре сильно зависит от наличия дислокаций, движение к-рых под действием звуковой волны приводит к диссипации энергии, а следовательно, и к П. з. Внутреннее трение в этом случае зависит от амплитуды волны (см. Дислокационное поглощение ультразвука) и соответственно наблюдается заметная амплитудная зависимость а. [c.260]

Дислокации — линейные дефекты кристаллической решетки типа обрыва или сдвига атомных плоскостей, нарушающие правильность их чередования. Энергия образования дислокаций существенно выше энергии образования точечных дефектов, поэтому они не могут существовать в измеримых концентрациях как термодинамически устойчивые дефекты. Они легко образуются при выращивании монокристаллов или эпитаксиальных пленок, сопровождающемся термическими, механическими и концентрационными напряжениями, приводящими к пластической деформации кристалла. Часть дислокаций может сохраняться в кристалле даже после самого тщательного отжига. Более подробно вопрос о причинах возникновения дислокаций будет рассмотрен при обсуждении методов выращивания монокристаллов и эпитаксиальных пленок (см. гл. 6 [c.95]

Во всех случаях при отжиге кристаллов в свободном состоянии вследствие наличия большого числа эквивалентных кристаллографических плоскостей и напряжений в решетке распределение петель и других вторичных образований в объеме кристалла беспорядочное. Одноосное же деформирование металлов с неравновесной концентрацией дефектов решетки или пересыщенного твердого раствора способствует разделению энергетических состояний в расположении комплексов на группы с меньшей симметрией, чем симметрия решетки в свободном состоянии [67]. Теория процесса ориентированного перераспределения дислокационных петель при отжиге металлов с неравновесной концентрацией точечных дефектов под нагрузкой приведена в работе [69]. Она позволяет получить зависимость пересыщения точечных дефектов и пластической деформации от времени. [c.94]

Практическая и научная актуальность проблемы исследования физической природы скрытых дефектов (ростовые кластеры точечных дефектов, а также вьщеления от распада твердого раствора примесей в процессе выращивания кристаллов и различных высокотемпературных технологических обработок полупроводникового материала — диффузионная загонка примеси, окисление, отжиг и т.д.) и изыскания технологических методов борьбы с ними обусловлены прежде всего тем обстоятельством, что так на- [c.245]

В теории дефектов решетки отжигом называется процесс исчезновения вакансий (и других дефектов) из пересыщенного ими кристалла.— Прим. перев. [c.198]

В настоящей работе мы снова повторили измерения поглощения кристаллов, спрессованных при комнатной температуре. Дальнейшие опыты проводились исключительно на кристаллах, отожженных и спрессованных при повышенной температуре. Эти кристаллы состояли из небольшого числа крупных кристаллитов, почти лишенных внутренних натяжений. Чтобы изучить влияние ассоциации дефектов на элементарный фотохимический процесс, препараты, подвергнутые двум различным видам закалки, исследовались при температуре жидкого воздуха. Первая серия пластинок получалась путем прямой закалки от высокой до низкой температуры. Пластинки второй серии сначала быстро охлаждались до комнатной температуры, а затем в течение многих часов отжигались при температуре около 70° до достижения равновесия. Таким путем можно было определить число комплексов [Sg ВГд] и [AgQ Sg], соответствующее этой температуре. Лишь после этого производилось охлаждение до температуры жидкого воздуха и измерение. [c.62]

Наиболее распространенным методом определения величины запасенной энергии является метод отжига. Суть его заключается в том, что при нагревании облученного кристалла происходит термическая активация дефектов, сопровождающаяся их аннигиляцией и выделением энергии. [c.130]

Качественное распределение дефектов по образцу со временем отжига объясняется движением пор в электрическом поле. Согласно [3], изолированные поры в ионных кристаллах во внешнем электрическом иоле напряженностью Е движутся со скоростью V [c.37]

Возникла проблема о наличии дислокаций в литом металле и в отожженных кристаллах. Дислокации не являются термически равновесными дефектами, поскольку возрастание свободной энергии при их образовании далеко не компенсируется имеющим при этом место ростом энтропии. Дислокации должны поэтому образовываться неравновесным путем при затвердевании расплава и сохраняться даже после самого тщательного отжига. Механизм образования дислокаций при затвердевании расплава неизвестен, хотя можно предполагать, что он связан с осаждением вакансий при охлаждении кристалла. [c.707]

Одним из недостатков ионной имплантации и метода радиационного легирования является одновременное с легированием образование в облучаемых кристаллах радиационных нарушений кристаллической решетки, что существенно изменяет электрофизические свойства материала. Поэтому необходимой стадией процесса при получении ионно-легиро-ванных и радиационно-легированных кристаллов является термообработка (отжиг) материала после облучения. Отжиг ионно-имплантированных слоев проводится для активирования имплантированных атомов, уменьшения дефектов кристаллической структуры, образующихся при ионной имплантации и радиационном легировании, и в конечном счете, для создания области с заданным законом распределения легирующей примеси и определенной геометрией. Другими недостатками данного метода легирования являются стоимость облучения и необходимость соблюдения [c.265]

После холодной обработки стали давлением кроме рекристаллизационного проводят дорекристаллизационный отжиг, этот отжиг проводят при температурах, равных примерно 0,3 температуры плавления, когда происходят изменения некоторых свойств в результате изменений внутреннего строения самого зерна металла. При этом самопроизвольно идут процессы изменения плотности и распределения дефектов в кристалле. Совокупнс сть таких самопроизвольных процессов изменения плотности и дефектов в деформированных кристаллах до начала рекристаллизации называют возвратом. -Этот собирательный термин отражает явление восстановления свойств сплава после деформации до уровня тех, которые были до деформации. [c.104]

В ионно-легиров. П. д. переход создаётся внедрением примесных атомов в кристалл при облучении его пучком ионов (см. Ионная имплантация]. Обычно внедряется бор в полупроводник п-типа и фосфор в полупроводник р-типа (см. Легирование полупроводников). Толщина входного окна в ионно-легиров. П. д. может достигать величины 1 мкм. Для обеспечения высоких характеристик ионно-легиров. П. д. необходим отжиг радиационных дефектов, к-рые возникают при внедрении ионов. [c.49]

К настоящему времени еще не получены достоверные данные о характере распределения кислородных дефектов в структуре кристалла НБС. Так, неизвестно, существуют ли они в виде вакансий или образуют разупорядо-ченные плоскости. Однако результаты изучения процесса кислородного отжига кристаллов дают основание предполагать, что преобладающими дефектами являются кислородные вакансии. [c.144]

В ряде работ было установлено отсутствие непосредственного влияния температуры и скорости охлаждения на эффективность раздвойникования. Это подчеркивает доминирующую роль кристаллических дефектов в образовании Двойников При охлаждении кристалла от температуры фазового перехода двойники прежде всего появляются в участках кристалла, где имеются дефекты. При нагревании же кристалла НБН выше температуры фазового перехода двойпик т, закрепленные дефектами, исчезают позгке остальных Попытка устранить дефекты продоллштельным отжигом при высоких (700 [c.215]

Первые исследования неупругости при отжиге вакансий были проведены главным образом Новиком и его сотрудниками. В работе [1] было впервые показано, что при закалке в металле могут быть получены сверхравновесные дефекты. Последующие работы [И, 16] показали, что подвижность атомов, найденная из определения зависит от температуры закалки, времени и температуры отжига. Это дало возможность получить энергию образования и энергию активации миграции закаленного дефекта. Сравнение с данными по диффузии, определенными методом меченых атомов, показало, что дефектом, ответственным за диффузию в кристаллах, является, вероятно, вакансия. Выло найдено, что отжиг вакансий происходит двумя стадиями и включает среднее число скачков до аннигиляции, из чего следует, что стоком для вакансий являются дислокации. Другая работа [17] показала, что кинетика отжига для пластически деформированного и хорошо отожженного материала различна. Все вышеупомянутые исследования были проведены на альфа плавах Ag—2п главным образом из-за большой степени релаксации в сплавах этой системы. Среди других сплавов исследовался сплав Си—17 ат. % Л1 [18], в котором наблюдались такие же явления. В ранних работах для нахождения т использовался метод измерения точки перегиба. Недостатком этого метода является то, что за время одного отжига определяется несколько значений т и часто требуются попрабки [П] за счет заметного изменения т со временем. [c.363]

Совокупность любых самопроизвольных процессов изменения плотности и распределения дефектов в деформированных кристаллах до начала рекристаллизации называют возвратом. Этот собирательный термин, относящийся к весьма разным по своему механизму явлениям, используют в связи с тем, что некоторые свойства наклепанного металла при дорекристаллизационном отжиге частично или полностью возвращаются к значениям свойств перед холодной деформацией. [c.44]

Быстрый рост запасенной энергии на первой стадии обусловлен преобладанием процесса генерации дефектов над радиационнотермическим отжигом. Выход запасенной энергии на насыщение обусловлен, очевидно, достижением для данного материала при данной мощности дозы излучения той предельной концентрации дефектов, начиная с которой устанавливается динамическое равновесие между числом генерируемых и аннигилируемых дефектов. Выход запасенной энергии на насыщение означает, что вся энергия излучения, передаваемая кристаллу, полностью трансформируется в другие виды энергии световую (люминесценция),тепловую (разогрев кристалла), химическую (образование продуктов разиолиза). [c.133]

Заслуживает внимания тот факт, что описанное явление оказывается чувствительным к исходной плотности дислокаций. Распределение дислокаций и включений в KG1 и КВг носит зонный характер только в тех случаях, когда исходная плотность дислокаций в образце рисх Ю см . Если Рисх < 10 см , то после высокотемпературного отжига образуется только одна дефектная зона и при дальнейшем отжиге. Эта зона находится на значительных расстояниях от анода (рис. 4). Поскольку описанное явление обнаруживается при температурах, когда в ионных кристаллах протекает твердофазный электролиз, можно ожидать, что дефекты возникают вследствие твердого электролиза. Однако эксперименты, проведенные с электродами из LiF, говорят не в пользу этого если между анодом, катодом и образцом из Na l, K l и КВг с двух сторон поместить тонкую пластинку из LiF, то сколь угодно длительный отжиг в электрическом поле не лриводит к возникновению дефектов в образцах. [c.36]

Линейные и двумерные дефекты по всем признакам представляют собой метастабильные конфигурации в кристалле. Однако установление термодинамического равновесия может происходить столь медленно, что эти дефекты практически можно считать замороженными. Легко также создать неравновесную концентрацию точечных дефектов, которая может быть весьма стабильной (например, быстро охладив кристалл, находившийся в состоянии термодинамического равновесия). Путем медленного нагревания и охлаждения можно восстановить равновесное максвелл-больцма-новское значение концентрации точечных дефектов, концентрация же линейных и двумерных дефектов уменьшается при этом до нуля. Такой способ восстановления равновесной концентрации дефектов называется отжигом. [c.238]

Мы уже рассматривали энергию, которая требуется для образования данного вида дефекта решетки. Экспоненциальная зависимость концентрации дефектов от энергии образования ясно указывает, что Б любом кристалле присутствуют в заметных количествах только те типы дефектов, для которых энергия образования минимальна, и дефекты других типов можно не рассматривать. Энергию образования некоторых вакансий и других типов дефектов можно рассчитать или определить экспериментально. Например, эксперименты по отжигу радиационных дефектов в образце меди, облученном ядрами дейтерия для создания вакансий, дали значение энергии 1,39эв(32/сллл Моль ), что хорошо согласуется с расчетной величиной 1,4 эв. Значения энергии образования вакансий в кристаллах галогенидов щелочных металлов можно определить также из данных о диффузии и ионной проводимости (см. гл. 6). [c.100]

Использование для управления текстурой и подавления компонент с малым инкубационным периодом промежуточного отжига на частичную рекристаллизацию с последующей деформацией на небольшую степень (око-локритическую). Этот способ основан на использовании ряда моментов во-первых, разной продолжительности инкубационного периода формирования зародышей разных текстурных компонент, во-вторых, ориентационной зависимости наклепываемости кристаллов и, в-третьих, зависимости термической стабильности структурных дефектов от характера и плотности последних. [c.419]

Т. Сузуки и Г, Сузуки [229], а также Андерсон и Малиновский [6] проводили эксперименты на кристалле LiF, которые объяснялись рассеянием на колеблющихся дислокациях. В первых экспериментах образцы подвергали сжатию, а затем для закрепления дислокаций их отжигали при 300 С в течение 10 мин, во вторых экспериментах образцы подвергали деформации сдвига, а потом для закрепления дислокаций облучали у-лучами. Андерсон и Малиновский обнаружили, что после облучения достаточной дозой у-лучей теплопроводность деформированного кристалла возвращается к значению, которое она имела до деформации (фиг. 8.9). Они заключили, что после деформации заметное уменьшение теплопроводности происходит вследствие рассеяния на подвижных дислокациях и для расчетов использовали модель Гарбера и Гранато [75] и модель Нииомия [178]. После облучения у-лучами дислокации уже не могут двигаться из-за образования точечных дефектов, так что теперь рассеяние происходит на сидячих дислокациях, как это было в случае, рассмотренном Клеменсом и другими. Как следует из экспериментов, верхний предел рассеяния на таких дислокациях теперь [c.152]

Действие этих индикаторов основано на изменении параметров кристаллической решетки облученного нейтронами кристалла в зависимости от температуры и времени выдержки. Их преимущества — малые габариты, широта диапазона измерения температуры в большом интервале времени выдержки при обеспечении достаточно высокой точности В процессе облучения в кристаллических матёриалах накапливаются дефекты. При нагревании облученного вещества происходит уменьшение концентрации дефектов. Чем выше температура и продолжительнее вре.мя выдержки, тем большее количество дефектов отжигается. При этом свойства вещества частично или полностью восстанавливаются. [c.385]

Первый член в правой части (7.4) представляет собой энергию упругого взаимодействия частицы с петлей второй — энергию дислокационной петли, третий — энергию, связанную с изменением концентрации точечных дефектов. Из этого выражения следует, что зарождение петли требует термоактивируемого преодоления энергетического барьера, который существенно зависит от параметра 1п(с/со), определяемого вакансионным пересыщением в случае образования вакансионной петли и вакансионным недосы-щением 1п(со/с) в случае образования петли внедрения. Как было показано в [601], экспериментально наблюдаемой высоте энергетического барьера 7 эВ соответствует значение параметра 1п(со/с) - 15. Это указывает на то, что вблизи частиц выделений практически нет свободных вакансий. При отжиге в электронном микроскопе тонкой фольги (до 3 мкм), приготовленной из закаленного кристалла, процесс образования дефектов развивается иначе [602]. В первые минуты отжига наблюдается образование преципитатов, однако в дальнейшем петли ими не генерируются. По-видимому, снятие напряжений около частиц обеспечивается вакансиями, диффундирующими к преципитатам с поверхности фольги, и отсутствует необходимость создания внутренних источников вакансий в виде дислокационных петель. Это, очевидно, также указывает на то, что для возникновения петель внедрения, помимо упругих напряжений, необходимо вакан-сионное недосыщение, которое в тонкой фольге не может достигнуть критической величины, необходимой для зарождения петли, из-за поверхности, являющейся источником вакансий. [c.205]

Если металл был подвергнут холодной деформации, его перво начальные свойства могут быть более или менее полно восстановлены при нагреве до достаточно высокой температуры. В зависимости от условий холодной обработки и отжига это повышение совер-шенстБа решетки может происходить двумя путями. Одним из возможных процессов является рост из зародышей рекристаллизации новых зерен, поглощающих наклепанную матрицу. Рост происходит путем движения поверхности раздела, за которой металл оказывается свободным от дефектов. Вторым возможным процессом является перемещение в металле дислокаций, которые могут при этом аннигилировать или перестраиваться в стенки, разделяющие исходный кристалл на относительно совершенные блоки (полигонизация). Первый процесс протекает после достаточно сильной деформации, тогда как второй характерен для малой степени холодной деформации. Связь этих двух процессов была [c.452]

Методом химического декорирования можно одновременно выявить структуры, возникшие при деформации. На рис. 15.11 показана избирательная реакция вдоль линии скольжения механически обработанного бикрн-сталла никеля. Обе области кристалла различным образом ориентированы и разделены границей зерна,которая также декорирована. При кратковременном воздействии сначала образуются изолированные зародыши, которые затем срастаются и образуют законченные цепочки. При отжиге в вакууме или в атмосфере водорода активные участки могут дезактивироваться благодаря залечиванию дефектов решетки. В результате поверхность покрывается однородным и сплошным слоем продукта реакции. [c.412]

Таким образом, в деформируемом кристалле возникает набор ротационных структур с различными разориентациями. Во-первых, это малоугловые ротации с ср Р. Области поворота разделены границами толщиной 6 = 10 н- м, которые, как правило, представимы дислокационными стенками или листами [33], смесью избыточных дислокаций одного знака и сидячих дислокаций. Во-вторых, промежуточные с 1° < ф < 10° ротации. В этом случае границы между разориентированными объемами представляют собой дислокационные стенки и сетки при ф = 1 5° и плоские границы, в которых еще различимы дислокации при ф = 5 10°. В-третьих, большие ротации с Ф > 10°, которые в данной работе не рассматриваются. Переориентированные области отделены друг от друга узкими плоскими дефектами. Запас энергии в таких дефектах, по-видимому, существенно больше, чем в границах зерен с теми же углами. Микроскопические источники избыточной энергии пока однозначно не выявлены, однако при умеренном отжиге они релаксируют, и граница превращается в обычную большеугловую. [c.114]

При гетерогенном зарождении, как известно, могут играть роль разные дефекты дислокации, субграницы, высокоугловые границы, несплошности, характеризующиеся избытком энергии. Если они оказываются в зоне зародыша, энергия, необходимая для его образования, уменьшается на величину энергии дефекта. С линейными и поверхностными дефектами типа субгранид и границ кристаллов связан сравнительно небольшой избыток энергии и поэтому они эффективны лишь при значительных пересыщениях. Формирование же графита при отжиге белых чугунов обычно происходит при небольших пересыщениях. Расчеты показывают [123], что в этих условиях линейные и поверхностные дефекты малоэффективны при образовании графитного зародыша, например, на дислокации, критические размеры всего на 2—3% меньше, чем в бездефектном участке, а при зарождении на межфазной ФЩ границе — на 4—5%. Лишь при зарождении в полостях, характеризующихся большой избыточной энергией, возможно формирование графита при малых пересыщениях. Эффективность полостей зависит и от их фор мы. Наиболее удобным местом для зарождения графита являются края тонких трещинок и незахлопнув-шихся дисковидных скоплений. вакансий. [c.144]

Спектры выделения запасенной энергии в облученных у-лучами кристаллах СаРг, ЗгРг и ВаРг аналогичны, что свидетельствует об аналогии дефектов, создаваемых излучением, в материалах с одинаковым типом кристаллической решетки. В то же время пики выделения запасенной энергии в СаРг приходятся на более высокие температуры, чем в ЗгРг и ВаРг, а полное выделение запасенной энергии (следовательно, и отжиг радиационных нарушений) в СаРг прекращается также в более высокотемпературной области. [c.133]

Очень интересные результаты были получены при исследовании кристаллов бромистого серебра [105]. После отжига и экспозиции фотолитическое серебро образует дисперсные частицы, располагающиеся в соответствии с причинами, рассмотренными выше, вдоль линий накопления дефектов, образующих внутри кристалла четкую сетку со средним размером ячейки 10 см (см. рис. 112). В исследованном материале ширина зон выпадения дисперсных частиц, образующихся при описываемых исследованиях вокруг скоплений дислокаций на границах субзерен, оказалась равной 10 см. [c.148]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...