Лимитирующая стадия роста

Сущность метода сублимации-конденсации заключается в возгонке (или испарении) исходного вещества и последующей конденсации паров на растущей поверхности. Метод характеризуется тем, что состав растущего кристалла практически идентичен составу источника, а паровая фаза состоит только из атомов или молекул, образующих источник и кристалл. В зависимости от паровой среды массоперенос в замкнутых системах осуществляется либо молекулярными пучками (в вакууме), либо молекулярной или конвективной диффузией. Лимитирующей стадией роста обычно является массоперенос подвод кристаллизующегося материала к поверхности роста. Рост кристалла происходит в диффузионной области. [c.258]

Лимитирующая стадия роста, 221 Линия ликвидуса, 145 Линия солидуса, 145 [c.369]

Постоянство концентрации СО при высоких скоростях перемешивания позволяет предположить, что не только явления переноса растворенного металла, но и химическая реакция (либо стадия I, либо стадия IV) является лимитирующей. С ростом температуры возрастают потери алюминия (табл. 4.7). Были рассчитаны скорости потерь по уравнению [c.138]

Как показывают экспериментальные данные (рис. 3.17), в координатах Ig — 1/Т отмечено четыре участка (ограничены штриховой линией) с изменением наклона. Три нижние участка отвечают изменению состава оксидной пленки и кинетическому закону роста. Верхний участок, при температуре более 800 °С может быть связан с изменением лимитирующей стадии процесса. [c.56]

Аналогичное действие должно оказывать увеличение числа оборотов дискового электрода, приводящее к снижению толщины диффузионного слоя в растворе. В то же время опыт показывает., чтд рост потенциала (см. рис. i.3) и числа оборотов диска (см. рис. 2.5) ускоряют СР Ад,Аи-сплавов с преобладанием серебра, замедляя переход от смешанной кинетики к диффузии А в сплаве. Физически этот результат вполне понятен и объясним с позиций развитых выше представлений о роли неравновесных вакансий в процессе СР сплавов. Так, возрастание Е и со интенсифицируют растворение серебра из А ,Аи-сплава, генерируя тем самым дополнительное число неравновесных вакансий на поверхности. В свою очередь, увеличение Nn вызывает рост коэффициента диффузии атомов серебра, что, как и показывали расчеты, препятствует смене лимитирующей стадии — от диффузии в растворе к диффузии в сплаве.. Если же потенциал и скорость вращения диска поддерживать постоянными, коэффициент диффузии понижается с ростом концентрации золота (см. табл. 2.2). Теперь, как и предсказывает теория, СР сплавов системы Ag—Аи тем раньше начинает контролироваться диффузией атомов Ag в сплаве, чем выше концентрация в нем золота [83J. [c.71]

Изложенное теорий роста тонких пленок на металлах базируются на различных моделях и постулатах, Оправдываемых в ряде случаев в тех или иных пределах толщин пленок. На кинетические закономерности их роста сильное влияние оказывают тип проводимости, вид зависимости скорости дрейфа ионов или вакансий от напряженности поля, характер лимитирующей стадии процесса (например, образование катионных вакансий на границе оксид—кислород или их исчезновения на границе оксид—металл и т. д.). Этим объясняется отсутствие единой непротиворечивой теории роста таких пленок. [c.397]

Другим способом, позволяющим определить лимитирующую стадию электродного процесса, является нахождение зависимости эффективной энергии активации от величины поляризации электрода. При преобладании концентрационной поляризации величина не зависит от изменения потенциала. Зависимость энергии активации при химической поляризации понижается с ростом положительного значения потенциала. Такой результат объясним, если учесть, что при собственно электрохимических реакциях потенциальный барьер, характеризуемый величиной энергии активации, преодолевается не только вследствие теплового движения молекул или ионов, но и за счет добавочной энергии, приобретаемой реагирующей частицей при ее прохождении через двойной электрический слой под воздействием смещения потенциала. Следовательно, повышение поляризации электрода, т. е. сообщение частице дополнительной электрической энергии, будет вызывать уменьшение эффективной энергии активации. [c.23]

Действительно, экспериментальные результаты показывают, что с повышением температуры перенапряжение осаждения всех трех металлов резко снижается. Незначительное перенапряжение, наблюдаемое при высоких температурах, обусловлено в основном концентрационными затруднениями. Об этом свидетельствуют данные по изучению роста осадков при низких плотностях тока [29, 40]. При высоких температурах вокруг отдельных растущих кристаллов никеля, кобальта и железа, так же как в случае серебра, обнаруживаются зоны, обедненные ионами металла (диффузионные зоны). Это указывает па то, что лимитирующей стадией электродного процесса при высоких температурах является подача восстанавливающихся ионов к растущему участку электродной поверхности. Значение концентрационной поляризации, рассчитанное на основании величины диффузионного слоя, практически совпадает с экспериментально полученным значением перенапряжения. [c.109]

Из порошковых материалов получают покрытия как обратимого, так и необратимого типа (трехмерного строения). В последнем случае лимитирующей стадией пленкообразования является образование пространственно-сшитого полимера. Реакция сшивания , связанная с ростом вязкости системы, должна протекать лишь после завершения процесса слияния частиц, в противном случае не удается получить качественных покрытий. 58 [c.58]

Таким образом, процессы тепло- и массопереноса наряду с кинетическими явлениями на поверхности роста играют определяющую роль в кинетике кристаллизации. Они могут быть описаны совокупностью дифференциальных уравнений тепло- и массопереноса. Строгое аналитическое рещение такой системы уравнений в большинстве случаев крайне затруднено. Поэтому решение конкретной задачи часто проводят приближенно с привлечением представления о лимитирующей стадии процесса. Лимитирующей стадией процесса кристаллизации называется наиболее медленный ее этап, который и будет определять скорость роста монокристалла. [c.221]

Выращивание кристаллов из расплава в настоящее время является наиболее распространенным промышленным процессом, так как по сравнению с другими методами методы выращивания из расплава обладают наивысшей производительностью. Это обусловлено тем, что в расплавах диффузионные процессы в жидкой фазе (диффузия к фронту кристаллизации компонентов кристаллизующейся фазы) не являются лимитирующей стадией процесса. С помощью этих методов можно получать достаточно чистые кристаллы Ое и 51 с высокими скоростями роста (до 10 мм/ч), более чем в сто раз превышающими скорости роста кристаллов при выращивании другими методами. Применительно к многокомпонентным полупроводникам рост из расплава является сравнительно простым [c.221]

Общая скорость процесса будет определяться скоростью самой медленной (лимитирующей) стадии. Если самым медленным звеном процесса в методах химических реакций и химического транспорта является подвод реагирующих веществ к зоне реакции или отвод от нее продуктов реакции, то кинетика суммарного процесса будет лимитироваться диффузионным массопереносом (процесс роста идет в диффузионной области). Если самой медленной стадией процесса является химическое взаимодействие, то скорость всего процесса будет определяться скоростью химических реакций, и тогда считается, что процесс протекает в кинетической области. При соизмеримых скоростях отдельных стадий считается, что процесс протекает в переходной области. Лимитирующая стадия гетерогенного химико-технологического процесса определяется опытным путем при изучении влияния различных факторов технологического режима на общую скорость процесса. Как правило, скорость роста кристалла, выращиваемого из газовой фазы методами химических реакций или химического транспорта, определяется скоростью протекания химических реакций. [c.257]

Зародышеобразование и рост оксида иногда могут быть лимитирующими скорость коррозии металла на более поздних стадиях реакции окисления. Такое явление может иметь место при образовании оксидных пленок, которые не имеют заметных защитных свойств, ли когда скорость окисления лимитируется процессами на поверхности раздела металл — оксид. [c.47]

Для многих деталей машин и инженерных конструкций, которые имеют различные поверхностные трещиноподобные дефекты металлургического, технологического или эксплуатационного происхождения, стадия зарождения усталостной трещины может не лимитировать общую длительность процесса разрушения и в этом случае долговечность изделия будет определяться временем роста микротрещины до критических размеров. Изучение закономерности роста усталостных трещин с учетом влияния различных физико-химических факторов позволяет более глубоко понять механизм усталостного разрушения и вскрыть процессы, не выделяемые при испытании гладких образцов. Применение образцов с заранее выведенной трещиной ужесточает условия испытания и позволяет обнаружить влияние даже очень слабо-активных сред. Количественные данные о влиянии коррозионных сред на скорость роста усталостных трещин могут быть использованы для расчетов изделий с трещинами. [c.86]

Кинетика роста кристаллов при высоких температурах обычно лимитируется скоростью диффузии вещества, так как скорость кристаллохимической стадии в этом случае значительно больше. Однако синхронность в образовании колец накипи и парового пузыря [9, 10] свидетельствует о том, что кристаллизация по периметру контактного пятна предопределяется кристаллохимической стадией. Такой характер процесса при большом количестве зародышей (огромное количество кристалликов в кольцах накипи [10]) объясняется образованием отложений возле центров парообразований за счет уплотнения ионов ДЭС [5]. В случае несмачиваемой поверхности накипеобразование затруднено. Преобладающая часть ионов ДЭС и кристаллической фазы адсорбируется паровым пузырем и уносится в объем раствора [11], что хорошо иллюстрирует рис. 2, б. [c.58]

Когда и скорость зарождения, и скорость роста зависят от температуры, скорость изотермического превращения уже не будет простой функцией температуры. Скорость зарождения быстро возрастает с увеличением движущей силы, тогда как скорость роста, лимитируемая энергией активации, которая почти не зависит от температуры, уменьшается с уменьшением температуры. Таким образом, скорость превращения низкотемпературной фазы в высокотемпературную всегда возрастает с увеличением температуры процесса, тогда как общая скорость обратного превращения с уменьшением температуры сначала возрастает, а затем падает. Это обусловливает характерную С-образную форму кривых на многих диаграммах изотермического превращения. При достаточно низких температурах скорость зарождения может быть так велика, что уже на ранних стадиях превращения происходит исчерпание мест зарождения, и общая скорость превращения лимитируется только кинетикой роста. [c.282]

Величина К меняется с температурой заметным образом. Часто принимается, что на ранних стадиях превращения скорость его лимитируется энергией образования критических зародышей Дбс и энергией активации их последующего роста Время [c.283]

Ниже будет рассмотрен гетерофазный полимерный механизм фосфатирования металлов (характерный в первую очередь для высокотемпературных процессов) с выделением следующих основных стадий электрохимическое растворение металла сорбция фосфатов из раствора на поверхности металла полимеризация фосфатов различной степени замещения с образованием монослоев дальнейший рост полифосфатной пленки. Последний процесс лимитируется взаимодиффузией фосфатирующего раствора и фосфатов металла после электрохимического растворе- [c.270]

На этой основе представление об участии активированных комплексов в процессе реакционной диффузии позволяет объяснить случаи аномально низких значений кажущейся энергии активации. В то же время это представление дает объяснение аномалиям заторможенности роста толщины одного из слоев многофазной окалины при продолжающемся росте окалины в целом. Можно полагать, что такой слой в начальной стадии процесса растет с большей скоростью, обусловленной участием активированных комплексов, пока не достигается определенная толщина, на протяжении которой движущиеся комплексы полностью распадаются на автономные точечные дефекты. После этого дальнейший процесс лимитируется диффузией последних. Резкое замедление роста слоя при этом обусловлено существенно меньшей скоростью переноса вещества отдельными точечными дефектами сравнительно с активированными комплексами. Медленное наращивание слоя на одной из его сторон успевает практически полностью расходоваться на реакцию перестройки в ближайшую по составу фазу, т. е. на наращивание соседнего слоя. Следует отметить, что наблюдаемая обычно в таких случаях предельная толщина имеет вполне макроскопический характер и явление не может сводиться к эффектам атомно-микроскопического порядка, формирующим тончайшие окисные пленки типа пленок пассивности, запорных слоев и т. п. [c.10]

Поэтому в случае неметаллов можно считать, что скорость роста кристаллов не лимитируется кинетической стадией [122], отчего равенство (76) может быть представлено в виде [c.561]

Из уравнения Следует, что скорость роста пленки в этом случае лимитируется только стадией диффузии и пропорциональна 1т, т. е. скорость коррозии уменьшается во времени (рис. 42). [c.80]

В общем случае имеют место следующие стадии массоперенос окислителя в газовой фазе к поверхности М, его диссоциативная хемосорбция, химическая реакция образования оксида, массоперенос катионов и О в фазе оксида, возгонка летучего оксида. Первая и последняя стадии обычно не лимитируют процесса. Кинетика описывается законами роста пленок во времени х. [c.10]

Обычное понятие пересыщения, которое определяет термодинамическую скорость роста кристалла, для метода химических реакций оказывается неприменимым. Основным параметром, характеризующим скорость роста, является изменение полной энергии АО, равное сумме изменений, соответствующих химическому процессу и встраиванию в рещетку выделившихся на поверхности атомов. Первое слагаемое этой суммы зависит от значений констант равновесия основных химических реакций, а второе — от условий закрепления атомов в рещетке (механизмов роста). Как показывает опыт, в большинстве случаев лимитирующей стадией роста кристалла методом химических реакций оказываются поверхностные химические реакции. [c.260]

В работе [74] предпринята попытка объяснить влияние механической деформации медного электрода на его анодную и катодную поляризацию в водном растворе USO4 с позиций теории перенапряжения кристаллизации при условии, что лимитирующей стадией реакций является поверхностная диффузия ад-ионов, параметры которой зависят от расстояния между ступеньками роста, т. е. от плотности дислокаций. С учетом того, что плотность дислокаций линейно связана со степенью пластической деформации, получена прямая пропорциональная зависимость скорости реакции от корня квадратного из степени деформации. Эта зависимость приближенно соответствует результатам опытов и несколько нарушается при больших деформациях. К сожалению, в этой работе не измеряли величину механического напряжения, а поскольку в случае меди деформационное упрочнение может подчиняться параболическому закону [41 ], можно объяснить результаты опытов [74 ] без привлечения теории замедленной стадии поверхностной диффузии. [c.89]

Если образуется пористая пленка, лимитирующей стадией процесса коррозии является химическое взаимодействие металла с газом (рис. 7). Скорость роста пленки в этом случае будет постоянной, а толщина ее у пропорциональной времени окисления т, т. е. dy/dx == k (где k — константа скорости химической реакции). Проинтегрировав полученное уравнение, получим, что толщина пленки прямо пропорциональна времени, у = kx- - onst. В большинстве случаев значение константы мало или равно нулю, поэтому [c.29]

В тех случаях, когда образуется незащитная, или пористая, пленка, лимитирующей стадией процесса коррозии является химическое взаи.модействие металла с газом (рис. 8). Скорость роста пленки в этом случае будет постоянной, а толщина ее у будет пропорциональна времени окисления т, т. е. dyldx = K, где к — константа скорости химической реакции. Проинтегрировав полученное уравнение, получим, что толщина пленки прямо пропорциональна времени i/ = / T-f- 0nst. Так как значение onst в большинстве случаев мало или равно нулю, то увеличение толщины пленки происходит по прямолинейному закону у = кх. Такой закон окисления характерен для щелочных и щелочноземельных металлов (рнс. 9), когда образуются несплошные пленки. [c.36]

В области температур, представляющих интерес, быстро устанавливается рост окисла по линейному закону, а лимитирующей стадией процесса является, как обычно полагают, диффузия ионов кислорода через тонкий поверхностный слой окисла, обладающий адгезией и характеризующийся постоянной средней толщиной при данной температуре. В случае двуокиси углерода константа скорости сначала плавно возрастает с температурой, а вблизи температуры фазового перехода 3—у-металла (780° С) происходит резкое повышение скорости реакции, сопровождаемое некоторым самоподогревом за счет большой теплоты реакции. При дальнейшем повышении температуры до 1000 С скорость реакции остается постоянной или меняется слабо. Основная масса окисла образуется в форме сыпучего порошка (размер частиц увеличивается с повышением температуры) или при более высоких температурах — в форме растрескавшейся окалины, обладающей адгезией к металлу. Отсутствие температурной зависимости константы скорости при высоких температурах объясняется именно формированием такой окалины и может быть связано со спеканием окисла нли, что более вероятно, с освобождением растущих механических напряжений за счет пластической деформации окисла и верхнего слоя металла, а не за счет разрыва окисной пленки. При самых высоких температурах лимитирующей стадией коррознн может стать диффузия газа через пористую окалину [13]. Присутствие небольших количеств паров воды (>10-2%) [J кислорода (>10- %) существенно усиливает коррозию прн более низких температурах (400— 500° С) [11], причем в таких условиях часто наблюдается селективная коррозия металла около включений карбида [14]. Введение в уран добавок кремния (>3,8%) повышает стойкость к окислению при всех температурах, в то время как легирование [c.213]

ЗОНЫ при О К, В то Время как для постоянной времени захвата энергия активации уменьшается с ростом концентрации дырок. Используя статистику Шокли—Рида [97], Земел и Варела установили, что лимитирующей стадией рекомбинации является захват дырок на рекомбинационных центрах. [c.371]

Если при выращивании монокристаллов из расплава лимитирующей стадией является отвод теплоты кристаллизации, то при выращивании из раствора самый медленный этап, как правило, — диффузия растворенного вещества к фронту кристаллизации. Вследствие этого линейная скорость роста кристаллов из раствора (10 —10 мм/ч) на 2-3 порядка меньще скорости роста из расплавов. [c.236]

Для выращивания кристаллов из паровой фазы, так же как и для процесса выращивания из жидкой фазы, можно ввести понятие о лимитирующей стадии процесса. При выращивании из паровой фазы принято выделять диффузионную и кинетическую области роста. Если лимитирующей стадией процесса является подвод кристаллизуемого материала к поверхности роста (осуществляемый посредством молекулярной или конвективной диффузии, а в вакууме — посредством молекулярного потока), то о таком процессе роста говорят как о идущем в диффузионной области . Если же лимитирующей стадией являются процессы миграции и встраивания в рещетку атомов на растущей поверхности, то процесс роста идет в кинетической области . Если скорости подвода кристаллизуемого материала и миграционных процессов соизмеримы, то говорят, что процесс протекает в переходной области . [c.254]

Активирующее действие А может проявляться только после критической копцептрации, что связывается с их коикуреитпой адсорбцией с ОН. Измепепие тафелего коэффициента Ьа с ростом Е может означать изменение природы лимитирующей стадии. [c.30]

Торец растущего дендрита обычно имеет параболическую форму, а скорость его роста лимитируется замедленностью стадии диффузии, причем плотность тока на торце значительно превышает предельную плотность тока на макроэлектродах, так как диаметр торца значительно меньше толщины диффузионного слоя и, следовательно, условия линейной полубесконечной диффузии не выполняются. Кро.ме того, в условиях высокого диффузионного перенапряжения сильно возрастает перенапряжение переноса электрона. Таким образом, общее перенапряжение роста дендрита будет максимальным на торцах с наименьшими радиусами и при уменьшении радиуса дендрит растет с большей скоростью. Ниже определенного критического потенциала дендриты не растут, поскольку происходит смена механизма электроосаждения, например с переходом к пирамидальному росту. [c.34]

В случае сложных химических реакций энергия активации является условной величиной, определяемой наиболее медленными стадиями превращения, лимитирующими скорость реакции в целом. Для большинства реакций окисления и горения условная (эффективная) энергия активации эф = (8,4 4- 16,8) 10 кДж/кыоль. Это приводит к тому, что ири низких температурах скорости реакций исчезающе малы, но с ростом температуры они быстро увеличиваются, и тем сильнее, чем больше энергия активации и ниже температура (табл. 12). [c.102]

Формировочный процесс включает целый ряд элементарных стадий, среди которых могут быть названы гидратация, разложение, растворение, диффузия, миграция, нейтрализация, перенос зарядов, образование центров кристаллизации, рост кристаллов и т. д. В зависимости от конкретных условий в порах активной массы формируемого электрода тот или иной процесс может ограничивать скорость. Поскольку объем раствора в порах относительно мал (по сравнению с размером поверхности), в толще электрода возможны быстрые изменения концентрации раствора, что благоприятствует протеканию процессов кристаллизации, растворения, а также гидратации и нейтрализации. Все эти процессы происходят поэтому с большой-скоростью. С другой стороны, малый диаметр преобладающего числа пор определяет значительную роль диффузии и миграции ионов в кинетике формировочного процесса. Необходимо учесть также и то обстоятельство, что заряд ионов свинца возрастает при формировке (от 2 до 4). Для сохранения электронейтральности избыточные положительные заряды должны мигрировать из внутрённих частей электрода в толщу раствора. Этот процесс может лимитировать скорости анодного окисления и роста кристаллов двуокиси свинца. Влияние поляризации на скорость миграции ионов позволяет объяснить различие в скорости химических реакций, протекающих в пластине, погруженной в раствор Н2804, без тока и при протекании тока. [c.141]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...