Рост совокупности кристаллов

Несколько слов необходимо сказать и по поводу среды, в которой происходит развитие совокупности кристаллов. Как и при развитии органических форм, влияние среды на развитие неорганических форм огромно. Можно без преувеличения сказать, что среда при росте совокупностей кристаллов играет определяющую роль. Под средой в процессах роста мы будем Понимать все то, что находится вне границ растущей совокупности и может оказать влияние на закономерности ее роста. [c.13]

В связи с определяющей ролью среды при росте совокупности кристаллов легко понять, почему принято характеризовать условия роста такими параметрами, как температура, концентрации веществ, питающих растущую совокупность, способ нагрева (печной, электромагнитный и т.д.). Иными словами, условия роста совокупности кристаллов принято характеризовать в основном состоянием и составом среды. Ниже будет показано, в чем недостаток такого подхода. [c.14]

Рост совокупности кристаллов [c.16]

Итак, при росте совокупности кристаллов из молекулярных пучков в результате естественного отбора образуются столбчатые кристаллы, направление роста которых совпадает с направлением молекулярного пучка. В таких совокупностях возможно развитие текстуры, причем тип текстуры может быть оценен априори. Такой вывод сделали, используя скорость роста кристаллов и стремление системы к наименьшей свободной энергии как факторы отбора. Подложка рассматривалась только как носитель совокупности кристаллов. Ни разу не предполагалось, что она может оказать какое-либо воздействие на закономерность развития совокупности кристаллов естественно, что и свойства подложки никакой роли не играли. В связи с этим установленные закономерности в какой-то мере ограничены, так как хорошо известно, что роль подложки при росте совокупностей кристаллов огромна. Однако полученные на этой стадии анализа результаты имеют принципиальное значение. [c.25]

Направленность отбора при росте совокупности кристаллов [c.28]

Искусственный отбор при росте совокупностей кристаллов [c.31]

Таким образом, диффузионный поток как фактор отбора при росте совокупности кристаллов в ряде случаев может играть доминирующую роль. Воздействовать на этот фактор отбора можно только изменением температуры, что весьма ограничивает его универсальность. [c.35]

ЕСТЕСТВЕННЫЙ И ИСКУССТВЕННЫЙ ОТБОР ПРИ РОСТЕ БОЛЬШИХ СОВОКУПНОСТЕЙ КРИСТАЛЛОВ 1.1. Механизм роста кристаллов [c.6]

Эволюция совокупности кристаллов в процессе роста [c.9]

Использование представлений о естественном отборе при росте боль ших совокупностей кристаллов позволяет в весьма наглядной форме проанализировать наиболее существенные закономерности их роста. И не только проанализировать, но и указать, как направить их в нужную [c.9]

Завершающей стадией является стадия роста. На этой стадии происходит формирование всех макроскопических свойств создаваемой совокупности кристаллов. Ориентировка решетки осадка на стадии роста может сохраниться, но может и измениться. В последнем случае говорят, что возникла текстура роста. [c.17]

На стадии роста происходит формирование всех структурных особенностей покрытий как совокупности кристаллов. Одной из часто наблюдаемых структурных особенностей является столбчатая форма зерен в покрытиях, что связывается с механизмом роста кристаллов в покрытиях. Однако представления о форме зерен из феноменологического рассмотрения не следуют они могут быть получены из кинетических закономерностей роста. [c.17]

Сначала рассмотрим случай, когда направление пучка параллельно нормали к поверхности исходной совокупности. Этим фактически определена среда, в которой происходит рост рассматриваемой совокупности. Теперь необходимо выбрать фактор отбора. Для простоты и наглядности выберем в качестве фактора отбора скорость роста каждого кристалла совокупности. Для возможности проведения анализа необходимо вспомнить некоторые представления, касающиеся взаимодействия атомов с поверхностью кристаллов. [c.20]

Рис. 4. Схема роста совокупности неориентированных кристаллов в предположении

Совместный рост совокупностей кристаллов происхощ1т в условиях, когда отдельные кристаллы растут в окружении близко расположенных [c.7]

Анализ закономерностей роста совокупностей Kpn Taj oB с точки зрения представлений об отборе не может рассматриваться как нечто новое, заменяющее или отвергающее все развитые ранее представления теории физики кристаллов и процессов кристаллизации. Эти представления объективны и реализуются во всех процессах роста кристаллов. Полная аналогия наблюдается и в биологаи, где развитие органических форм изучается, с одной стороны, на молекулярном уровне, )а с другой — с точки зрения законов отбора. Оба подхода не противоречат, а дополняют друг друга. Исследование на молекулярном уровне позволяет углубиться в познание природы, а анализ на основе представлений Ъб отборе может быть использован для целей практики. В этом же плане следует рассматривать и представления об отборе при исследовании роста совокупностей кристаллов. [c.10]

Прежде чем перейти к анализу закономерностей отбора при росте совокупностей кристаллов, попытаемся выяснить, в чем состоит отличие между совокупностями органических и неорганических форм. Пожалуй, принципиальным отличием является отсутствие наследственности для неорганических форм. В этом случае под наследственностью понимается передача приобретенных признаков от родителей к потомству, от одного поколения к другому. Для неорганических форм отсутствует понятие наследственности, так как они возникают не путем размножения. Нельзя сказать, что эта форма родительская, а это ее потомство. Иными словами, признаки неорганических форм не наследуются, а приобретаются каждый раз в процессе развития. Это очень легко просматривается на примерах интересуюищх нас совокупностей кристаллов. Их признаки или свойства не определяются признаками совокупности, которая была получена ранее. Для развития данной совокз пности несущественны особенности развития подобных ей совокупностей, они развиваются независимо и можно сказать самостоятельно. [c.12]

В биологии известны только три фактора эволюции среда, наследственность и отбор. Причинами же эволюции являются борьба за существование и естественный отбор [45, с. 27, 44]. Для переноса эволюционных представлений на процессы и закономерности роста совокупностей кристаллов необходимо в первую очередь проанализировать, действуют ли указанные факторы эволюции в растущей совокупности кристаллов. Представляется вполне естественным, что среда и отбор как факторы эволюции должны действовать и в рассматриваемом случае. Что же касается наследственности, то в этом смысле, как это понимается в биологии, она не может использоваться применительно к кристаллам. При росте кристаллов не происходит передачи признаков из одного поколения в другое. Каждое следующее поколение совокупности кристаллов (вновь образуемая совокупность) приобретает их заново. Безусловно, т кие признаки, как, например, кристаллическая структура, параметр решетки и т.п., сохраняются в разных совокупностях. Однако они не передаются, а именно сохраняются как признак не совокупности, а материала. В результате развитие совокупносга кристаллов происходит в условиях отсутствия наследственности как фактора эволюции. Тем не менее в литературе часто употребляется понятие наследственного роста при этом понимается наследование кристаллом или совокупностью кристаллов кристаллографической ориентации материала подложки, т.е. авто- или гетероэпитаксия. В этом случае наследуется признак подложки, который не может быть отнесен к категории наследственных. [c.15]

Таким образом, при росте совокупности кристаллов в качестве факторов эволюции должны рассматриваться среда и отбор. В качестве среды выступает и подложка, так как в процессе роста устанавливается динамически целостная система, состоящая из подложки, растущей совокупности кристаллов и питающей эту совокупность среды. Эпитаксия (наследственный рост) является одной из форм проявления воздс ствия среды на растущую совокупность кристаллов. [c.15]

В настоящее время принято выделять три стадии роста совокупности кристаллов зарождениям коалесценции и роста. Ограничимся случаем, когда совокупность кристаллов возникает на некой материальной поверхности. Стадия зарождения характерна тем, что на этой поверхности образуются скоплеьшя атомов, расстояния между которыми близки к расстояниям между атомами в кристаллах. Когда эти скопления малы, они не являются устойчивыми образованиями. Всегда существует вероятность, что такое скопление распадается, а атомы либо войдут в состав другого скопления — зародыша, либо на их основе возникнет новое скопление. Нельзя было бы вырастить кристалл, если бы скопление атомов, достигшее определенного размера, не становилось устойчивым. Такое скопление атомов является устойчивым зародышем, который способен к дальнейшему росту. В связи с этим принято характеризовать зародыши критическим размером. Если размер зародыша меньше критического, то он неустойчив и дальнейший его рост маловероятен если - больше, то он устойчив и может развиваться. [c.16]

Теперь, когда введены основные понятия и определения, можно перейти к анализу закономерностёй роста совокупностей кристаллов. Предположим, что на поверхности подложки имеется совокупность кристаллов, покрывающих всю поверхность. Пусть подложка такова, что возникшая совокупность не обладает текстурой. Допустим также, что все кристаллы принадлежат к кубической системе и ограничень плоскостями 100 . [c.20]

При рассмотрении роста совокупности кристаллов выше йредпола-гали, что подача вещества происходит с помощьЪ молекулярных пучков, т.е. направленно. Допустим, что она происходит ненаправленно. Такие условия возникают при разложении или восстановлении различных летучих соединений, таких как метан при получении пироуглерода, силан при получении кремния, галогейрды и карбонилы переходных металлов при получении покрытий из переходных металлов и их соединений. [c.26]

Приведенные микроструктуры покрытий являются убедительным свидетельством искусственности п шемов получения покрьпий. В основе их заложены закономерности естественного отбора, использование которых сводит проблему создания текстурированных покрытий к достаточно тривиальной технической задаче. В этом, пожалуй, заключена наибольшая практическая значимость представлений об естественном и искусственном отборе при росте совокупностей кристаллов. Использование этих представлений позволяет избавиться от традиционного интуитивного поиска или, как его иначе называют, метода проб и о11шбок. [c.34]

В, предыдущих параграфах были проанализированы примеры роста совокупностей кристаллов, в которых влияние подложки сводилось только к эпитаксиальному. Такие условия роста реализуются весьма часто. Однако не менее интересны закономерности роста совокупностей, у которых взаимодействие с подложкой сводится к чисто диффузионному. Не касаясь практической важности и распространенности тгисого рода взаимодействия при получении покрытий, в этой главе обратим внимание лишь на закономерности отбора при таком взаимодействии в процессе роста совокупностей кристаллов. [c.34]

Начнем с того, что рассмотрим модель роста совокупности кристаллов, сопровождающегося диффузионным взаимодействием растущюс кристаллов с подложкой. Как правило, такое взаимодействие происхот дит всегда, когда температура подложки достаточно высока. Ограничимся простейшим случаем, когда диффузионный поток вещества подложки в растущую совокупность кристаллов неизмеримо больше, чем поток вещества совокупности в подложку. Практически такая модель полностью реализуется при конденсации паров переходных металлов (титана, циркония, ванадия, хрома, ниобия, вольфрама, молибдена) на поверхности нагретого графита, алмаза и материалов, содержащих [c.34]

Наиболее наглядно процессы роста совокупностей кристаллов при соосаждении компонентов могут быть изучены при использовании молекулярных пучков, пол5 чаемых из разных источников. В [24] было показано, что при подаче материалов к поверхности роста oBOKjomo ra кристаллов из разных источников под разными углами к, фронту роста направление роста кристаллов представляет собой векторную сумму двух векторов, которые по направлению совпадают с направлениями молекулярных пучков, а по модулю - с плотностью потока в них. [c.40]

При зажигании тлеющего разряда в осаждаемых покрытиях наблюдается уменьшение содержания примесей, возникновение однофазных покрытий определенного состава при достаточно широкой области их гомогенности, а также существенные структурные и морфологические изменения. Воздействие ионной бомбардировки на твердые тела в газовых средах подробно рассмотрено в [3]. Здесь будут обсуждены только вопросы, касаюпщеся воздействия ионной бомбардировки на процессы роста совокупностей кристаллов и дефектообразования в них. [c.45]

Перенос представленйй, развитых применительно к процессам роста изолированных кристаллов, на рост совокупностей кристаллов осложняется тем, что совокупности кристаллов - покрытия, как правило, по- [c.74]

Таким образом, процессы отбора прикроете кристаллов в слое насыщения требуют для своего развития пространственной свободы . Границы зерен ограничивают объем материала, в котором происходит отбор. В мелкозернистом материале рост кристаллов новой фазы (карбида молибдена) происходит практически независимо в каждом зерне. Такая закономерность фазо- и кристаллообразования npfa получении диффузионных слоев показывает, что текстурообразование в них зависит от структурного состояния матрицы, а не только от обычно учитываемых параметров (температуры, состава среды и т.п.). К числу наиболее существенных отличий условий роста диффузионных покрытий следует отнести первое значительно большая плотность среды, в которой растут кристаллы второе — упорядоченное расположение атомов среды (кристаллическая решетка) третье - атомы среды взаимодействуют друг с другом, что ограничивает их подвижность четвертое — рост совокупности кристаллов происходит в результате диффузии атомов через растущую совокупность кристаллов. [c.116]

Развитие представлений о физических закономерностях роста больших совокупностей кристаллов ведется на основе экспериментальных данных, получаемых в условиях, когда не только не устранено влияние различного рода примесей, но и, как правило, не контролируется их содержание и элементный состав. В настоящее время мы не располагаем чистыми экспериментальными данными, за исключением данных по тонким пленкам, получаемым при остаточном давлении не более 10 Па. Однако эти данные содержат информацию только о начальных стадиях образования пленок (зарождение, коалесценция), а не о стадии роста. Поэтому о закономерностях роста в чистых условиях приходится судить на основе косвенных срображевдй, в частности экстраполяций с привлечением теоретических представлений. Подавляющее число работ, направленных на изучение различных аспектов закономерностей роста, фактически содержит информацию о закономернрстях, связанных с конкретными условиями эксперимента. Как правило, эти условия в разных работах различны и, кроме того, трудно сопоставимы. [c.3]

Выявление и описание дефектов в поверхностных композициях может преследовать разные цели. Одна из них связана со стремлением повысить качество получаемых композиций, другая — со стремлением получить представление о механизме совместного роста больших совокупностей кристаллов. Необходимо отметить, что с этой точки зрения достигнуты существенные успехи для тонких пленок (толщиной от нескольких микрон и менее). Для поверхностных композиций толщиной от десяти микрон и более изучение природы дефектообразования фактически началось не более чем 5—10 лет назад. В них в большей мере, чем в тонких пленках, усилено дефектообразование, обусловленное совместным ростом большого количества кристаллов. Природа дефектообразования не могла быть определена без развития представлений о закономерностях совместного роста больших совокупностей кристаллов. На основе этих, а также общих представлений о механизме роста кристаллов созданы первые понятия о механизме дефектообразования в поверхностных композициях. Первой обобщающей работой, посвященной определенному типу дефектов пленок и покрытий - порам, является работа [68]. Однако поры далеко не единственный тип дефектов, который наблюдается в поверхностных композициях. [c.4]

При написании настоящей книги автор не ставил перед собой задачу познакомить читателя с методами нанесения покрытий. Они неоднократно освещались во многих работах, например [18, 22, 54, 57, 80, 83]. Поэтому автор предполагал, что читатель знаком с ними и его интересуют не методические вопросы, а вопросы, связанные с ростом больших совокупностей кристаллов. Такой акцент не случаен, а диктуется необходимостью связать закономерности роста с дефектообразованием. Многие идеи, относящиеся к общим вопросам реального кристаллообразования, основаны на представлениях, изложенных в [70]. Указанный подход при анализе роста кристагалов покрытий и закономерностей образования дефектов в них реализуется впервые. Автор ориентировался на интересы, в первую очередь, йнженеров-технологов, занимаюшихся химико-термической обработкой металлов и сплавов. Однако настоящая книга будет полезна аспирантам и (студентам старших курсов технических вузов, а также преподавателям, читающим курсы Металловедение и Химико-термическая обработка . [c.5]

При анализе роста больших совокупностей кристаллов необходимо учитывать механизм роста отдельных кристаллов, а также те закономерности, которым подчинен рост всей совокупцости. Последние закономерности, естественно, имеют статистический характер. [c.7]

Реальная структура монокристаллов находит свое отражение в макро-морфологии. Ее изучение позволяет вскрыть связь строения монокристалла с макроскопическими параметрами 0реды и в первую очередь с пересыщением. Для большинства совокупностей кристаллов с вынужденной формой роста взаимосвязь макроморфологии с условиямоа роста еще более сложна. Исследования в этой области только начинаются. [c.8]

Учет кристаллизационного давления, хотя бщ в качественной форйё, чрезвычайно существен при анализе не только роста отдельмых кристаллов, но и их совокупности в целом. Погибающие кристаллы могут явиться препятствием для роста жизнеспособных кристаллов. Давление, возникающее в этих кристаллах, может привести к развитию в них дефектов дислокационного типа. [c.9]

Прогноз структурного состояния покрытий может быть сделан только на основе глубокого понимания физических основ процесса кристаллизации. В связи с этим возникают вопросы, каким образом и в какой форме следует развивать представления о механизме кристаллизации и о / ее закономерностях. Наиболее испытанный путь — это использование образов и аналогий с привычными, Широко известными закономерностями. Поскольку покрытия представляют собой материалы, состоящие их множества кристаллов, то, естественно, что необходимо рассмотреть закономерности роста больших совокупностей кристаллов. Поэтому в качестве образач равнения необходимо взять совокупности, законы развития которых хорошо известны, проверены и стали в какой-то мере привычными. Такой прием называют заимствованием представлений цз смежных областей знаний. [c.9]

Часто употребляется понятие наследственный рост . Этим самым подчеркивается влияние материала подложки на свойства получаемых пленок и покрытий. Однако фактически здесь мы имеем дело не с наследственностью, а с влиянием череды, так как подложка представляет собой часть среды, с которой контактирует совокупность кристаллов в процесЬе роста. [c.12]

Естественно, что и закономерности отбора на разных стадиях роста могут существенно изменяться. Поэтому при анализе развития совокупности кристаллов необходимо совершенно четко представлять себе, какая стадия анализируется и какие законы Шравляют развитием на этой стадии. [c.13]

Среда и отбор как факторы эволюции должны быть отнесены к кг тегории кинетических факторов, определяющих параметры скорости роста. Однако для полного описания процесса роста необходим энергетический фактор эволюции, так как следует учитывать и изменение свободной энергии развивающейся совокупности кристаллов. Поэтому при анализе эволюционного развития совокупности кристаллов необ- [c.15]

Следует заметить, что стадия коалесценщи в экспериментальном плане регистрируется не всегда. Стадия же роста может быть обнаружена практически всегда. Ниже будет рассматриваться преимущественно стадия роста, так как она наиболее важна при обсуждении макроскопических свойств совокупностей кристаллов. [c.17]

Допустим, что длина свободного пробега соизмерима с размером совокупности. Выше предполагалось, что все кристаллы совокупности огранены однотипными плоскостями U00 . Следовательно, скорости роста всех граней у всех кристаллов одинаковы. За каждый промежуток времени каждая грань переместится в направлении своей нормали на одно и то же расстояние. Рост совокупности удобно иллюстрировать графически (рис. 3). На рис. 3,д зачерненными треугольниками показань кристаллы исход1 ой совок шнос1и. Конечный вид кристаллов получен цутем последовательного построения положений каждой грани для времен 2t, 3t.....25t. Фрагмент совокупности, изображенной на рис.3,в, [c.21]

Лс. 3. Схема роста совокупности неориеитарованных кристаллов кубической формы (в) и микрофотография (б) совокупности кристаллов вольфрама, полу-4еннай в условиях, близких к условиям построения схемы (а) [c.22]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...