Диффузия и ионная проводимость

Деструктурирующий эффект может быть весьма значительным, заметно изменяя характер поверхности металла (возрастание диффузии и ионной проводимости в окисной пленке) вплоть до полной потери защитных свойств окисных пленок. [c.371]

Если окалина является п-проводником или проводником ионного типа с диффузией катионов по вакансиям или анионов в междоузлиях, то добавка катионов с более высокой валентностью к окалине снижает скорость окисления. Аналогичное снижение происходит, когда окалина является р-проводником или проводником ионного типа с диффузией анионов по вакансиям или катионов по междоузлиям с добавкой катионов с более низкой валентностью по отношению к окалине. В условиях, когда валентности обоих металлов равны, замена катионов основного металла катионами добавки не должна существенно влиять на интенсивность окисления. Эти правила, конечно, действительны при осуществлении объемной диффузии и теряют свою значимость, если превалирует диффузия по границам зерен или по поверхности. Если образующийся на поверхности металла оксид состоит из двух частей, соответственно с п- и р-проводимостью (например, при окислении [c.64]

Сравнивая это количество с тем, которое обычно диффундирует через полимерные покрытия, легко прийти к выводу, что последние не представляют серьезного препятствия для диффузии реагентов, необходимых для развития коррозионного процесса. Количество проникающих воды и кислорода через полимерные пленки таково, что его вполне было бы достаточно для развития коррозии с той же скоростью, что и на чистом металле. Однако этого не происходит вследствие того, что отвод продуктов анодной реакции затруднен, как было показано выше, из-за малой ионной проводимости полимерных покрытий. Защитные свойства покрытий повышаются также благодаря введению пассивирующих пигментов или ингибиторов, способствующих пассивации металла. [c.121]

Ингибирующее действие сахаратов не ограничивается поддержанием высокого значения pH рассола. Сахараты участвуют в формировании защитной пленки на стали, уменьшая ионную проводимость барьерной пленки Fe(OH)a и затрудняя диффузию кислорода. В связи с этим они по механизму действия являются смешанным ингибитором коррозии углеродистой стали в хлоридных растворах [33]. [c.333]

Дефекты в кристаллической решетке оказывают большое влияние на протекание процессов диффузии и самодиффузии, которые во многом определяют скорости химических реакций в твердом теле, а также ионную проводимость кристаллов. Распределенные нужным образом по объему кристалла дефекты кристаллической решетки позволяют создавать в одном образце области с различными типами проводимости, что необходимо при изготовлении некоторых полупроводниковых элементов. [c.10]

Встречная диффузия ионов металла и кислорода протекает в электрическом поле. Это означает, что уравнения кинетики и ее основные константы могут быть выведены, исходя из электрических параметров и закономерностей величин ионной и электронной проводимости, чисел переноса ионов и электронов, закона Ома. [c.53]

Защитные свойства полимерных покрытий определяются их электрохимической активностью, зависящей в значительной степени от структуры и природы функциональных групп, ионной проводимости, способности покрытий к избирательной диффузии ионов, электроосмотическому переносу жидкости. [c.68]

Эти наблюдения непосредственно приводят к предположению, что в образовании продукта фотохимической реакции (центр конденсации коллоидного серебра или центр проявления) участвует процесс диффузии вещества, который замораживается при низких температурах. Ясно, что этим диффундирующим агентом не являются дефекты серебряной составляющей решетки (междуузельные ионы и вакантные узлы), подвижность которых столь велика, что может наблюдаться еще при —150° в виде ионной проводимости. Описанные явления при низких температурах указывают на присутствие весьма малоподвижных участников реакции. Приходится принять, что этими участниками являются вакантные бромные узлы. [c.144]

Согласно ионно-электронной теории процесс роста пленки магнетита рассматривается как результат действия своеобразного элемента, у которого поверхность металла на границе с пленкой является анодом, а поверхность пленки на границе с водой — катодом. Пленка окисла, обладающая смешанной электронно-ионной проводимостью, выполняет роль как внутренней, так и внешней цепи замкнутой ячейки. Диффузия [c.56]

Адсорбировавшиеся из газовой фазы молекулы кислорода диссоциируют на внешней поверхности оксида. Атомы кислорода, принимая электроны, движущиеся от поверхности металла, превращаются в ионы О -, которые начинают диффундировать навстречу ионам металла. Таким образом, внешняя поверхность пленки, на которой кислород принимает электроны, является катодной поверхностью. Следовательно, встречная диффузия ионов металла и кислорода протекает в электрическом поле и кинетические уравнения, приведенные в предыдущем разделе, могут быть выведены, исходя из чисто электрических параметров и закономерностей величин ионной и электронной проводимости, чисел переноса ионов и электронов, закона Ома. [c.21]

Механизм проводимости в полупроводниках п- и р-типа, а также в истинных полупроводниках называют, как травило, механизмом Вагнера. Механизм проводимости в ионных проводниках называют механизмом Френкеля, а механизм электропроводности и диффузии в случае смешанной ионной проводимости называют механизмом Шоттки, Сюда же надо включить I5 амфотерные проводники, механизм проводимости которых в зависимости от внешних условий может быть одним из пяти перечисленных механизмов или, быть может, так называемым обратным механизмом по Шоттки (56) с катионами и анионами в междоузлиях решетки. [c.52]

Если атомы примеси заряжены, то, зная коэффициент диффузии и используя соотношение Эйнштейна квТ 1 = qD, можно найти ионную подвижность ц и проводимость а по следующим формулам [c.667]

Прямые измерения коэффициента диффузии можно провести методом радиоактивных индикаторов для этого надо исследовать ход изменения некоторого исходного распределения радиоактивных ионов во времени и по объему образца. Полученные таким образом коэффициенты диффузии можно сравнить со значениями, найденными из измерений ионных проводимостей. Было установлено, что в пределах точности измерений две эт 1 группы значений не согласуются между собой. Это, возможно, указывает на наличие какого-то механизма диффузии, не связанного с переносом заряда. К таким процессам относится, например, диффузия пар вакансий разного знака, а также диффузия таких связанных комплексов, как, например, двухвалентный ион с вакансией. [c.668]

В данном разделе будет обсуждаться диффузия примесей в условиях квазиравновесия, т. е. в таких условиях проведения технологического процесса, когда сам процесс заметно не меняет равновесную концентрацию точечных дефектов в кремнии. Квазиравновесие может иметь место в условиях как собственной, так и примесной проводимости кремния, т. е., как отмечалось выше, в зависимости от соотношения между концентрацией носителей в кристалле и собственной концентрацией при температуре проведения процесса диффузии. В случае, когда диффузия происходит в условиях собственной проводимости, можно получить аналитическое выражение для результирующего распределения примеси к такому типу процесса относится ионная имплантация малой дозы примеси с последующей разгонкой. Классический двухэтапный процесс, а именно предварительное химическое нанесение и разгонка в окисляющей среде также часто удается описать в аналитической форме. Однако решение этой задачи чаще всего неприменимо на практике, поскольку, во-первых, часто превалирует примесная проводимость, что приводит к пространственной неоднородности коэффициента диффузии, а во-вторых, атомы легирующей примеси теряются в растущем окисле. Оба эти эффекта переводят задачу в разряд задач, не имеющих аналитического решения. [c.30]

Любой необратимый процесс, отличный от теплопроводности, — химические реакции, диффузия, влияние электрического, магнитного и гравитационного полей, ионная проводимость, диэлектрическая релаксация и т. д. — математически может быть описан с помощью подходящих химических потенциалов. Гл. 10 рассмотрены многие процессы, описываемые на основе понятия химического потенциала. Все эти процессы вынуждают систему эволюционировать к равновесному состоянию, в котором соответствующее химическое сродство обращается в нуль. Поскольку химический потенциал играет центральную роль в описании неравновесных процессов, выведем в этом разделе общее выражение для химического потенциала. [c.142]

Так как окисные и солевые пленки на металлах имеют ионную кристаллическую структ) ру, обладающую, как правило, ионной и, в некоторой степени, также и электронной проводимостью, то с большим основанием надо ожидать при диффузии через пленку движения не непосредственно атомов металла, а ионов металла и свободных электронов. [c.59]

Толщина каждого слоя зависит от разности химических потенциалов на его межфазовых границах, диффузионной проводимости и времени окисления металла, но относительная толщина когерентных (находящихся в связи) слоев, диффузия вещества через которые происходит вследствие ионной диффузии, не зависит от времени, т. е. hi Л2 /13 и т. д. = [c.69]

С изменением парциального давления кислорода может меняться тип проводимости. Так, при высоких давлениях кислорода оксид может иметь р-проводимость, а при низких давлениях этот же оксид принимает свойства п-проводимости. В таком случае дефекты структуры окалины представляют собой соответственно внедренные атомы кислорода (р-проводимость) и кислородные вакансии (и-проводимость), диффузия во внешнем слое окалины происходит преимущественно путем переноса внедренных ионов, а во внутреннем слое (около металла) путем диффузии вакансии. Это ведет к тому, что внутри окалины существуют р—п-переходы, которые и должны воздействовать на процессы переноса. [c.57]

Остается обсудить результаты опытов по обесцвечиванию предварительно освещенного цилиндрика бромистого серебра. Сопоставляя отрицательные результаты опытов по изотопному обмену с быстрым обесцвечиванием бромистого серебра в парах брома, можно заключить, что в последнем случае движутся только электроны, а не ионы или атомы брома. Вагнер [11] наблюдал дырочную проводимость на других системах. В соответствии с таким механизмом рекомбинация атомов серебра с атомами брома в почерневшем бромистом серебре осуществляется путем диффузии дырок, т. е. обменом электронов между атомами брома и соседними ионами брома. [c.46]

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]

Механизм роста пленок можно представить в следующем виде. Пленка окисла на металле имеет ионно-кристаллическую структуру, обладающую ионной и электронной проводимостями. В силу этого через пленку диффундируют не атомы, а ионы металла и электроны. Диффузия же через рленку ионрв кислорода, входящиХ [c.224]

За счет ионной проводимости элементы, составляющие электрод, переносятся на деталь и легируют ее поверхностный слой. Под действием высокой температуры в канале разряда азот воздуха диссоциирует на атомарный и, становясь более активным, также легирует поверхностный слой металла. Исследованиями ЦНИИТМАШ в упрочненных слоях обнаружено более 3% азота. В поверхностном слое детали в момент его разогрева и расплавления происходит диффузия перенесенных элементов электрода и азота воздуха. Азот, попадая в ста.пь, образует нитриды и карбоиитриды. При каждом разряде величина поверхности, подвергаемая тепловому воздействию, чрезвычайно мала, поэтому скорости нагрева и охлаждения элементарных участков поверхности обрабатываемой детали очень велики (таких не знает техника термообработки). Это приводит к образованию в поверхностных слоях ряда закалочных структур. [c.102]

С ВЫСОКО ионной проводимостью И. с. снязаны большие значения коэф. диффузии D подвижных ионов (D--10" см /с) в сравнении с D IO- mV для обычных твёрдых тел вблизи темп-ры плавления. Проводимость н диффузия И. с. имеют термоактивацпоиный характер [c.206]

Ионная проводимость — электропроводность, при которой электрический заряд переносится свободными ионами, нереме-Щающимися в веществе под действием электрического поля. Различают собственную и примесную ионную проводимость. Подвижность ионов v. Связана с коэф-ициентом диффузии формулой ED/ КТ, где D — коэффициент диффузии Е — величина заряда носителя К постоянная Больцмана Т — температура, °С. [c.139]

Значение критической влажности воздуха при излучении смещается в область значений относительной влажности 15... 30 % и зависит от мощности поглощенной дозы. Минимальная доза, ускоряющая коррозию при у-и р-излучении, — 10 эВ/см с. Повышение дозы до 10 эВ/см -с для листового металла ведет к его перегреву, при котором пленка влаги на поверхности отсутствует и коррозии не происходит. Деструктирующий эффект Эдо обусловлен упругим и тепловым воздействием поверхности металла с излучаемыми частицами. Ионизирующее излучение, особенно тяжелыми частицами, приводит к появлению в структуре твердого тела различных дефектов вакансий, дислокаций, пустотелых каналов, атомов внедрения и т. д. В окисных пленках в результате воздействия излучения происходят аналогичные процессы и возникают изменения структуры оксида и поверхностного слоя металла. Возрастает скорость диффузии различных компонентов раствора через пленку и ее ионная проводимость. особенно опасен для металлов, коррозионная стойкость которых обусловлена образованием плотных защитных слоев покрытий конверсионного типа, например, окисных пленок. - [c.535]

Скорость диффузии воды через различные полимерные пленки колеблется в пределах 0,19. .. 1,12 г/(см -год), а кислорода 0,004. .. 0,050 г/(см -год). Такого количества воды и кислорода достаточно, чтобы коррозия могла развиваться под полимерами с такой же скоростью, как и без защиты, однако из-за малой ионной проводимости полимеров отвод продуктов анодной реакции затруднен. Все же скорости кор-0 10 30 t, С розии могут быть значительны, Рис. 55.1. Зависимость поэтому сами по себе без допол-пароп ( ицае g нительных средств защиты поли-= 25 мкм мерные пленки не эффективны [c.638]

Защитные свойства полимерных покрытий изучены емкостно-омическим методом критерием оценки являлось изменение частотной зависимости емкости и сопротивленйя окрашенных электродов под воздействием коррозионной среды. Механизм и скорости переноса ионов изучались на свободных пленках путем определения ионной проводимости, коэффициентов диффузии и чисел переноса ионов, а также электроосмотического переноса жидкости. Приводятся некоторые результаты изучения этими методами покрытий на основе нитроцеллюлозы, глифталевой и перхлорвиниловой смол и др. [c.217]

Из-за малой величины чисел переноса Та и Тк, затрудняющей их измерение, подобные исследования проводились редко. Рейнгольду [54] удалось показать наличие одновременной диффузии электронов и ионов в сульфиде, селениде и теллуриде серебра. По данным Гундермавна и Вагнера [55], число переноса одновалентных ионов меди в закиси меди при 1000° С получилось равным 5-10 , причем эта величина не зависела от давления. Для определения чисел переноса в жидких окислах СигО, СоО и N 0 Шраг [56] проводил измерения на жидких мостиках , образующихся между электрическими контактами. Число переноса ионов в окиси никеля при 1800° С составляло, напоимер, 3,9-Ю З, тогда как остальная часть проводимости была электронной. Измерения подобного рода были проведены и на растворах металлов или интерметаллидных соединениях, но они имеют для нас меньшее значение. Недостаток таких измерений состоит в том, что они, как правило, дают суммарную подвижность ионов без подразделения на относительные вклады анионов и катионов. [c.41]

При повышении темп-ры кристалла О. з. в д. уменьшается, т. к. увеличивается скорость рассасывания зарядов благодаря диффузии и увеличивается количество зарядов, нейтрализующихся у электродов. Так, в кристаллах КаС1 при 4-165°С объемные заряды не наблюдаются. В сильном электрич. поло накопление объемного заряда затруднено в связи с уменьшением вероятности закрепления зарядов на дефектах кристаллич. решетки. Образование О. з. в д. не обязательно связано с ионным механизмом проводимссти. При фототоке в кристаллах Na l, в частности в окрашенных кристаллах [2], и электронной проводимости алмаза также наблюдаются объемные заряды. Существенную роль для характеристики ряда процессов играет время релаксации объемного заряда. В зависимости от структуры кристалла и условий поляризации оно меняется от долей секунды до многих часов. Если время релаксации т сравнительно [c.478]

Так как окисные и солевые пленки на металлах имеют ионную кристаллическую структуру, обладающую, как правило, НОННОЙ и в некоторой степени также и электронной проводимостью, то с большим основанием надо ожидать движения при диффузии через пленку не непосредственно атомов металла, а ионов металла и самостоятельно электронов. Можно та,кже полагать возможность диффузии ионов кислорода в противоположном направлении. Ионизация кислорода при этом происходит на внешней поверхности прошедшими через пленку электронами. Рстественно, что допущение ионного характера диффузии не отвергает возможности параллельного протекания и атомарной диффузии. [c.52]

В первом случае вследствие частичной диссоциации окисла и перехода части кислорода непосредственно в газовую фазу или вследствие перехода ионов металла из металлической решетки з окисле образуется избыток ионов металла и эквивалентное избыточное количество электронов (рис. 28). Эти избыточные ионы и электроны, перемещаясь в междуузлиях, и определяют как электропроводность, так и диффузионные возможности окислов подобного типа. Такой механизм диффузии и проводимости имеют окислы ZnO АЬОз NiO aO, а также соли типа Ag l. [c.55]

Защита за счет замедленного движения ионов. Мэйн описывает антикоррозионное действие инертных пигментов (т. е. таких, которые не содержат и в которых не образуется ингибитивных веществ) с низкой ионной проводимостью. В табл. 18 приводятся некоторые собранные им данные, которые показывают, что диффузия хлористого натрия в некоторых случаях протекает очень медленно, тогда как скорость диффузии воды большая [19]. [c.500]

Механизм, который предложили Кабрера и Мотт (J949 г.), исходит и из существования на металле образовавшейся в процессе хемосорбции кислорода пленки, в которой ионы и электроны движутся независимо друг от друга. При низких температурах диффузия ионов через пленку затруднена, в то время как электроны могут проходить через тонкий еще слой окисла либо благодаря термоионной эмиссии, либо, что более вероятно, вследствие туннельного эффекта (квантово-механического процесса, при котором для электронов с максимальной энергией, меньшей, чем это требуется для преодоления барьера, все же характерна конечная вероятность того, что они преодолеют этот барьер, т. е. пленку), обусловливающего высокую проводимость окисной пленки при низких температурах. При этом на поверхности раздела металл— окисел образуются катионы, и на поверхности раздела окисел— газ—анионы кислорода (или другого окислителя). Таким образом, внутри окисной пленки создается сильное электрическое поле, благодаря которому главным образом ионы и проникают через пленку, скорость роста которой определяется более медленным, т. е. более заторможенным, процессом. [c.48]

Стекло является изолятором электрического тока, хотя некоторая проводимость и возможна благодаря диффузии ионов (например, ионов натрия). Проводимость быстро увеличивается с ростом температуры. Диэлектрическая постоянная стекла зависит от природы модификатора. Например, введение оксида свинца в стекло повышает это значение с 4 до 10. Большое влияние на аксплуатационную долговечность оказывает термостойкость стекол. Термостойкость определяется разностью температур, которую стекло может выдержать без разрушения при его резком охлажцении в воде (0°С). Для большинства видов стекол термостойкость колеблется от 90 до 170 0, а для кварцевого стекла она составляет 800-1000 С. [c.14]

Методом вращающегося диска изучалась кинетика взаимодействия титана с расплавом стекла в атмосфере аргона (в стекле содержится 5% СиО), Регистрируемой величиной служило изменение электропроводности расплава в ходе химического взаимодействия, фиксируемое через 1, 2, 3, 4 ч. Приведенная на рис. 3 кинетическая кривая характерна для диффузионно-химического типа взаимодействия. Восстановление ионов меди сопровождается образованием купротитанатов в процессе гетеродиффузии, при восстановлении меди отмечается ее диффузия в металлический титан и растворение в расплаве прочих продуктов взаимодействия, электропроводность расплава уменьшается, что может быть связано с уменьшением доли электронной проводимости за счет смещения электронного баланса системы [c.228]

Коррозионные процессы, развивающиеся под полимерными покрытиями, по своей природе являются электрохимическими их скорость определяется скоростью протекания электрохимических реакций на защищаемом металле, которая в свою очередь зависит от ионной проницаемости, диффузии воды и кислорода, набухаемости, сопротивления пленок и т. д. Скорость проникновения веществ через пленки определяется качеством пленки, ее структурой, наличйем в полимере функциональных групп, ионообменными свойствами, способностью к электроосмосу, избирательной проводимостью ионов и т. п. [c.109]

Подвижности ионов в кристаллах бромистого серебра, полученных из расплава, определялись посредством измерения проводимости и чисел переноса [2—4]. Эти измерения показывают, во-первых, что бромистое серебро является чисто катионным проводником между 200 и 400° и, во-вторых, что проводимость при комнатной температуре примерно равна 1 10 омг сж . Это соответствует [5] коэффициенту диффузии для самодиффузии ионов серебра в бромистом серебре около 1 10 см 1сек при 20°. Однако проводимость является структурно-чувствительным свойством. Поэтому подвижность ионов серебра в специально изготовляемых эмульсионных микрокристаллах бромистого серебра может сильно отличаться от их подвижности в кристалле при термическом равновесии. Измерить проводимость микрокристаллов бромистого серебра в фотографическом слое невозможно. Однако изучение кинетики изотопного обмена позволяет непосредственно наблюдать подвижность ионов серебра и брома в эмульсии. [c.43]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...