Электрические заряды в окисле

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЗАРЯДЫ В ОКИСЛЕ [c.64]

Если катион низшей валентности, например Li , в порядке замещения растворяется в решетке NiO, то он увеличивает дефицит электронов в окисле, поскольку поставляет только один электрон вместо двух или трех, обеспечиваемых катионами никеля. Преобладающая электронная проводимость возрастает, так как для поддержания нейтральности зарядов должно образоваться больше катионов Два катиона Li" электрически эквивалентны одному катиону Ni +, и концентрация вакансий в окисле будет уменьшаться. Следовательно, ионная проводимость станет снижаться. [c.32]

Электрохимический способ. Во многих случаях богатую информацию дает электрохимическое исследование окисленной поверхности. Если металл, покрытый окисной пленкой, погрузить в рас-, твор, химически инертный относительно пленки, и включить катодную поляризацию при постоянной силе тока, то электрод зарядится до потенциала, при котором станет возможным восстановление окисла. Пока будет протекать восстановление потенциал должен сохранять постоянную или почти постоянную величину, так как электрические заряды расходуются на восстановление окисла. По окончании восстановления электрод снова зарядится и примет значение, при котором возможно восстановление водорода прн данной [c.91]

При зарядке аккумулятора под действием электрического тока активная масса положительных пластин, состоящая из гидрата закиси никеля, переходит в гидроокись никеля, а активная масса отрицательных пластин, состоящая из окислов железа, переходит в гидроокись железа. При разрядке аккумулятора активная масса пластин переходит в исходное состояние, и аккумулятор отдает запасенную электрическую энергию. Электролит не участвует в электрохимических реакциях и только переносит электрические заряды. Поэтому в процессе зарядки и разрядки состав и плотность электролита не изменяются, и плотность электролита не может (как у свинцово-кислотных аккумуляторов) характеризовать состояние и степень заряженности аккумулятора. [c.307]

Может быть, однако, и другое объяснение механизма действия хлор-ионов (затруднение пассивации). Ионы С1" могут проникать в решетку пленки, занимая некоторые из узлов, обычно занятых О ". Очевидно, если должна быть сохранена нейтральность в смысле электрического заряда, то их наличие потребует, чтобы некоторые из катионных узлов становились вакантными, так что ионы могут двигаться более быстрее через пленку, которая перестает быть защитной если на образце имеется образованная на воздухе пленка, перед тем как этот образец начинает служить анодом в ячейке, то при растворении пленка на металле будет разрушаться и в конце концов отделится. Если хлор-ионы могут проникать внутрь окисла, то, очевидно, трудно сохранить, а тем более создать защитную пленку в присутствии хлор-ионов, исключая металлы, подобные серебру, которые дают умеренно рас- [c.224]

В описанном механизме не делается никаких предположений, за исключением того, что анионы, расположенные у анодной поверхности, ориентированы так, как это можно ожидать, исходя из соображений электростатического притяжения. Если катионы N0 принимают участие в обмене, как заместители ионов Ре +, то перенос электрических зарядов будет такой же, как если бы ионы Ре + перешли в объем раствора, ио в этом случае не требуется преодоления энергетического барьера, поскольку молекулы воды находятся тут же. Фактически в данном случае происходит переключение связей, аналогичное переключению связей протона, которое обычно принято для объяснения необычно высокой подвижности водородных и гидроксильных ионов прн переносе электричества в электролитах по сравнению с другими ионами, которые сами должны прокладывать себе дорогу . В условиях, когда могут происходить реакции, требующие лишь невысокой энергии активации, образования окисла можно ожидать при высоких плотностях тока, хотя при небольших плотностях тока (близких к обратимым условиям) можно ожидать реакции, требующей большего уменьшения свободной энергии (например, образования растворимой соли). Никакого образования окиси по предлагаемому механизму не может произойти в растворе хлоридов, так как небольшие количества хлор-ионов будут препятствовать образованию пассивности, поскольку они нарушат слой ионов НО ". Кроме того, от природы анионов, содержащих кислород совместно с катионной группой, зависит плотность тока, при которой наступает пассивность это наблюдается на практике. [c.854]

Использование в качестве заполнителей материалов на основе окиси кальция магния и др. приводит к изменению заряда двойного электрического слоя мицелл золя и, следовательно, к его быстрой коагуляции. Для устранения указанного явления раствор золя необходимо стабилизировать, что достигается введением в него окислов щелочных металлов, а также веществ, полярных по своему характеру и содержащих аминогруппу, например диэтил-амина [4]. [c.250]

При фильтровании происходят следующие процессы. Поверхность песка при рНг ь 7 имеет малый электрический отрицательный заряд и поэтому обладает слабыми сорбционными свойствами по отношению к ионам марганца (И) и железа (II) имеющими положительный заряд. С ростом pH эти свойства усиливаются. При фильтровании через песок сначала происходит адсорбция ионов железа (II) и марганца (II) поверхностью его зерен. Под действием растворенного в воде кислорода ион Железа (II) окисляется до железа (III), который, гидролизуясь, образует на поверхности зерен загрузки качественно новый сорбент, состоящий из соединений железа, который и сорбирует ионы марганца (И). Растворимая в воде свободная углекислота также сорбируется этим сорбентом, ухудшая эффект очистки за счет понижения значения pH. [c.421]

Уменьшение работы выхода, наблюдаемое после достижения тока пассивации, обусловлено, по-видимому, появлением положительного объемного заряда, тормозящего движение катионов через пленку в раствор. Когда величина объемного заряда становится столь существенной, что ионный ток через пленку практически прекращается, наступает пассивное состояние. Поскольку установившееся значение АУк весьма стабильно вне раствора (электрод запомнил поляризацию и релаксацию У, становится заметной лишь через несколько суток), имеются основания считать, что объемный заряд прочно локализован в пленке. Дальнейшее смещение электродного потенциала в сторону положительных значений даже на такое большое значение, как один вольт, не приводит к изменению Fk (см. кривую 3 на рис. 2,28) , что также указывает на достаточную электрическую прочность структуры в пленке окисла, обеспечивающей пассивность. [c.82]

Рассмотрим процесс формирования оксидной пленки на металле. Молекулы кислорода легко присоединяют к себе валентные электроны поверхностных атомов, так как эти электроны очень слабо связаны с поверхностью металла (рис. 134). В результате над металлической поверхностью образуется двойной электрический слой, состоящий из отрицательных молекул кислорода и положительно заряженной металлической поверхности (рис. 134, б). Молекулы кислорода, присоединившие к себе один или два электрона, становятся весьма активными, а поверхность металла, состоящая из положительно заряженных ионов, оказывается еще более неуравновешенной (рис. 134, в), чем поверхность чистого металла. Молекулы кислорода, имеющие отрицательный заряд, вступают в химическую связь с металлическими катионами (положительно заряженные ионы) и образуется первый слой окислов (рис. 134, г). Этот слой создается мгновенно, т. е. практически образуется непосредственно в процессе снятия стружки с обрабатываемой по верхности. [c.180]

Второй способ разрушения окисной пленки — электрический, который несколько упрощенно можно представить так. Во время горения электрической дуги между электродом и основным металлом (алюминием) столб дуги насыщен парами и каплями металла, а также ионизированными газами. Ток через столб дуги проходит как в виде движения электронов от катода (—) к аноду (+), так и в виде переноса зарядов более тяжелыми ионизированными частицами — ионами. Установлено, что на катоде возникает ярко светящееся и кипящее на поверхности катодное пятно. В катодном пятне пленка окислов алюминия быстро разрушается и оттесняется к краям пятна. [c.84]

Известно, что кристаллы окислов металлов являются ионными кристаллами и характеризуются гетерополярной связью между правильно чередующимися в узлах кристаллической решетки положительными и отрицательными ионами. Потенциальная энергия связи составляет, например 180 ккал/мольу МаС или 240 ккал/моль у Ь Ре против 94 ккал/моль у Ре [9]. Наличие прочной связи у неорганических диэлектриков приводит к тому, что электропроводность у них отсутствует или проявляется слабо, но при наложении электрического поля обнаруживается явление ионной поляризации. Это явление состоит в смещении положительных ионов решетки вдоль направления поля, а отрицательных ионов в противоположную сторону. Образуется электростатическое поле и ряд явлений, обусловленных связанными зарядами. [c.90]

В результате этого на металлической поверхности вследствие разности потенциалов анодных и катодных участков возникает коррозионный эше-мент (рис. 3). В этом элементе ионы металла с отрицательным зарядом (анионы) переходят в раствор или превращаются в химические соединения (например, окислы), а поток электронов, вследствие разности потенциалов двух пластин, вызывает появление электрического тока. [c.7]

Опасные ситуации могут возникнуть в результате взрыва гремучего газа (смесь водорода с кислородом), выделяющегося при заряде аккумуляторных батарей отравления парами серной кислоты отравления свинцом и его окислами ожогов серной кислотой ожогов расплавленной заливочной мастикой или расплавленным свинцом поражения электрическим током,- [c.60]

Результаты исследова-вия показЫ Вают, что изученные ингибиторы являются донорами электронов, поскольку при их адсорбции работа выхода электронов уменьшается на 0,1-ь0,7 В (поверхностный потенциал равен изменению работы выхода электронов с обратным знаком). Все они при адсорбции на поверхности железа заряжаются положительно. Адсорбционный положительный заряд, локализованный на молекулах ингибитора, компенсируется отрицательным зарядом, расположенным на внутренней границе окисла Fe—РеОд . Изменение поверхностного потенциала или работы выхода электрона Аф = —ДУк(эВ) прямо пропорционально количеству адсорбированного на электроде вещества (рис. 2,27). Приближенные расчеты показывают, что напряженность электрического поля в окисле при этом достигает л 10 В/см. Она, несомненно, в состоянии, с учетом направления поля, затормозить транспорт катионов через пленку. [c.78]

Каждый из используемых видов излу 1ения вносит свой вклад в захват зарядов в диэлектрических пленках, используемых в полупроводниковых структурах, и способствует деградации характеристик приборов. Обычно ионизирующее излучение приводит к возникновению зарядов двух видов. Одним из них, схожим с фиксированными зарядами в окисле, являются захваченные дырки. Основная особенность этого вида зарядов состоит в том, что захваченные дырки можно устранить отжигом в инертной среде при температуре 350° С. Другим видом индуцированных зарядов являются заряды типа поверхностных состояний. Они имеют более равномерное энергетическое распределение, чем поверхностные состояния, индуцированные в процессе окисления, и в отличие от последних не требуют отжига в водороде. В целом число захватываемых положительных зарядов растет с увеличением дозы облучения, достигая насыщения. Число зарядов не зависит от скорости набора дозы, но зависит от электрического смещения, приложенного к окислу в процессе облучения. Число радиационно-стимулированных [c.69]

Однако это уравнение нельзя использовать в случае иапытаний коррозии под напряжением из-за отсутствия данных относительно энергии активации Е или расстояния 1 между центрами адсорбции на поверхности разрушения. Сопоставление поверхности разрушения с поверхностью порошков неорганических окислов, описанных ранее, представляется необоснованным. Поверхности раздела, образующиеся в процессе разрушения, содержат цруппк с ненасыщенными связями и электрические заряды, отсутствующие обычно на поверхности. порошков, которые имеют достаточное время для релаксации поверхности. Часто делается допуще- ние, что энергия активации Е несколько меньше, чем теплота адсорбции Q. Однако такое допущение будет совершенно неверным если энергетиче1с кий барьер между центрами адсорбции мал. вследствие перекрывания силовых полей. [c.97]

А.-Л. Лавуазье в своем Элементарном курсе химии , опубликованном в 1789 г., перечислил 33 элементарных вещества (элемента), среди которых около десяти еще не были выделены, а были известны по своим окислам. (Забегая вперед, скажем, что после открытия электрона и атомного ядра определение элементарного вещества и элемента было пересмотрено. Элементом начали Называть вещество, состоящее из атомов, имеющих ядра с одинаковым электрическим зарядом.) [c.9]

Приведенные данные свидетельствуют о трудной отщепля-емости от молекул кислоты их протонов и значительно более легком растяжении и разрыве связей между составляющими их группами NO2 и ОН, о сильном положительном поле групп NO2 и их способности с больщой энергией взаимодействовать с частицами с отрицательным полем, о значительном отрицательном поле групп ОН и их способности притягиваться и взаимодействовать с частицами с положительным полем. Это значит, что в условиях положительного электрического поля анода молекулы азотной кислоты могут поляризоваться с концентрацией положительного заряда у групп NO2 и отрицательного заряда у групп ОН и с значительным растяжением и ослаблением связей между этими группами. Группами ОН они могут притягиваться и взаимодействовать с положительно заряженной поверхностью анода, с ионами металла этой поверхности и поверхностного окисла металла, а группами NO2 взаимодействовать с ионами кислорода названного окисла. Указанные взаимодействия групп NO2 и OFI, значительно усиленные поляризацией молекул кислоты, еще более ослабляют связи между этими группами. Вследствие этого при достаточно высоком. потенциале анода возможны полный разрыв связей между группами NO2 и ОН, образование из молекул поверхностного окисла и ионов комплексных катионов РегОз-ЗхМОз и прочное соедииение ионов 0Н с поверхностными атомами металла. Для указанных комплексных катионов, как несущих положительный заряд, в условиях сильного положительного поля анода является естественным переход в раствор и разложение там на ионы Fe+++ и М0 или превращение в эти ионы до перехода в раствор и переход ионон 16 [c.16]

Катионами в расплавах являются Na+, К+, L1+, Са +, Mg + Fe2+, Мп +и т. п. некоторые атомы металлов могут входить в состав комплексных анионов (например, РеОг ). Анионами, наиболее часто встречающим ися в силикатных расплавах, являются комплексы типа Si 0 . Степень их сложности, определяющая строение расплава, весьма различна и зависит от химического состава расплава. Она может быть в общем виде оценена числом атомов кислорода, приходящихся на один атом кремния, т. е. отношением О Sin По мере увеличения этого отношения происходит разукрупнение анионных комплексов. Так, когда О Si = 2, то в расплаве находятся крупные трехмерные комплексы (310г) , по-видимому, лишенные избыточных электрических зарядов. По мере обогащения расплава окислами металлов отношение О Si увеличивается, а кремнекислородные анионы становятся структурно проще. [c.125]

Механизм осаждения на поверхности металла окислов железа, находящихся в воде в виде коллоидных и грубодисперсных частиц, отличен от процесса кристаллизации истинно растворенных веществ в связи с уменьшением их растворимости с ростом температуры. Высказано предположение [7.2, 7.3], что выделение коллоидных и микроскопических частиц дисперсных примесей на поверхности обогреваемых труб и их закрепление на ней связано с наличием разноименных электрических зарядов, а также магнитным полем парогенерирующих труб. Поскольку в питательной воде котлов различных типов и параметров соотношения между истинно растворенной, коллоидной и грубодисперсной формами окислов железа неодинаковы, условия длл протекания железоокисного накипеобразования по тому или иному механизму создаются различными. Они не сохраняются постоянными и на одной и той же установке а связи с нестационарностью режимов работы оборудования, которые сопровождаются изменениями температуры и давления рабочей среды, а также изменениями качества воды. [c.186]

Существование двойного электрического слоя в системе металл— стекло доказано экспериментально и определены его параметры емкость, скачок потенциала, заряд единицы поверхности. Расчеты, проведенные Г. И. Журавлевым и А. Матусовым [44], показывают,-что вклад двойного электрического слоя в величину адгезии окисла к металлу может составлять до 200 эрг/см . Работа адгезии на границе Ме — окисел оценивается величиной - 1000 эрг/см . Следо- [c.33]

Специальными экспериментами с радиоактивными изотопами бьшо установлено [2.1], что частицы окислителя (кислорода или пара) диффундируют через уже образовавшийся окисел, реагируя с кремнием на границе раздела 81 — 8Ю2. По мере окисления граница раздела вдвигается в кремний, образуя таким образом новую чистую поверхность кремния. Исходя из значений плотностей и молекулярных весов 81 и 810г можно показать, что при формировании слоя окисла толщиной поглощается слой кремния толщиной 0,45 лго. Природа и величина электрического заряда диффундирующих частиц окислителя пока однозначно не идентифицированы. [c.48]

На границе раздела были идентифицированы по крайней мере три различных вида ловушек. Первый возникает в результате самого процесса окисления и, как предполагается, представляет собой структурный дефект на границе раздела Si02 - Si. Второй вид ловушек на границе раздела индуцируется различными ионизирующими излучениями, тогда как третий возникает из-за наличия металлических примесей на границе раздела Si02 — Si. Все три вида ловушек обозначаются символом (или если речь идет о соответствующей им плотности состояний). Одна из разновидностей ловушек несомненно связана с фиксированными в окисле зарядами, так как и плотность зарядов и плотность ловушек одинаково зависят от ориентации кремния (уменьшаются в последовательности < 111), < 110), (100)) и от температуры окисления. Вследствие этого предполагается, что Л -и имеют одинаковое происхождение с той лишь разницей, что ловушки расположены настолько близко к границе SiOj - Si, что имеют возможность обмениваться электрическими зарядами с кремнием. Поэтому ловушки и могут перезаряжаться при вариациях поверхностного потенциала. Предполагается также, что ловушки, имеющие энергетические уровни, лежащие в верхней [c.66]

А уравнение параболического роста для окислов с избытком электронов (например, Т Ог) и уравнение кубического роста для окислов с недостатком электронов Си О). Энгелл, Хауффе и Илшнер [226] указывают, что для пленок толщиной в несколько сотен ангстремов заряды едва ли все еще концентрируются на двух поверхностях, как это предполагается моделью Кабрера — Мотта, и что в таких случаях необходимо учитывать пространственный заряд. Улигу и Бреннеру [366] не удалось обнаружить действия электрического поля напряженностью 15500 в см при окислении меди в атмосфере воздуха, когда толщина пленки со- [c.119]

При детонации в двигателях после зажигания заряда электрической искрой вначале также развивается нормальное горение со скоростью пламени, достигающей 15—30 м/сек, а затем внезапно еще не сгоревшая часть заряда охватывается детонационным сгоранием. В настоящее время можно считать установленным, что детонация в двигателях связана с развитием предпламенных окислительных процессов в последней части заряда [69, 70, 71, 72]. Под влиянием сжатия смеси поршнем, а затем фронтом нормального пламени плотность, температура и давление последней части заряда непрерывно повышаются. В результате молекулы углеводородов окисляются, образуя перекиси [c.172]

По всей видимости, понятие изо-электрической точки, которое обычно применяется для характеристики дисперсных систем постоянного химического состава и отвечает нулевой электрофоретической подвижности дисперсных частиц, не применимо при изучении дисперсных систем с переменным химическим составом твердой фазы, примером которой является питательная вода парогенераторов. В этом случае удобнее пользоваться понятием изо-электрического интервала, подразумевая под этим интервал значений параметра, вне которого все частицы системы несут либо отрицательный, либо положительный заряд. Применяя это понятие к исследованным нами пробам питательной воды, нетрудно видеть, что изоэлек-трический интервал частиц продуктов коррозии лежит в области значений pH от 4,4 до 7,2. Все частицы продуктов коррозии, находящиеся в питательной воде, несут отрицательный заряд при значении pH воды,, большем 7,2, и положительный заряд при значении pH воды, меньшем 4,4. Сопоставление полученного нами изоэлектрического интервала частиц продуктов коррозии с изоэлек-трическими интервалами, приведенными в [Л. 3], показывает, что основную часть продуктов коррозии в питательной воде парогенератора ТЭЦ МЭИ составляют различные окислы железа FeOOH, РегОз, Рез04.. [c.42]

Беспорядочное тепловое движение и направленное движение под влиянием градиента потенциала. Ясно, что при высоких температурах тепловое движение вакансий может происходить в твердом блоке окисла. В однородных условиях такое движение происходит бессистемно во всех направлениях. В пленке окисла, прилегающего к металлу, обычно будет существовать градиент, который вызывает предпочтительное движение в одном направлении и позволяет окислению продолжаться, хотя и с убывающей скоростью, с увеличением толщины пленки. Возможны два вида градиента. Если атомы кислорода, адсорбированные снаружи пленки, захватывают электроны от металла вследствие электронного сродства, упомянутого в главе П, то может установиться градиент электрического потенциала с отрицательным зарядом на кислородных ионах и положительным зарядом, оставшимся на металле благодаря этому будет преобладать движение до известной степени благоприятное для продолжения окисления (т. е. катионы принуждены будут двигаться наружу, а вакансии катионов — внутрь, или анионы кислорода двигаться внутрь, а вакансии анионов — наружу). Если же на наружной поверхности растущей пленки окисла установилось равновесие с кислородом газовой фазы и если равновесие установилось также с металлом у внутренней поверхности, то состав будет различным на обеих поверхностях, так что тогда возникнет градиент концентрации (или точнее градиент химического потенциала), и движениебудет происходить в таком направлении, чтобы уменьшить этот градиент. Каждый вид движения вызван в конечном счете одной и той же причиной, и, если скорость роста не контролируется химическими реакциями, протекающими на пограничных поверхностях, движущая сила будет одна и та же в обоих случаях — вопрос, который будет рассмотрен позже. При некоторых обстоятельствах оба типа градиента могут действовать одновременно. [c.811]

Геометрия изучаемого МОП-транзистора, которая используется также и многими другими авторами, показана на рис. 15.6. Нужно решить уравнение Пуассона (как и уравнения непрерывности) в прямоугольнике АРСН, представляющем область кремния. В затворном окисле (прямоугольник СПЕВ) необходимо решить только уравнение Лапласа, поскольку здесь нет пространственного заряда. Граничные условия обычно трактуются следующим образом. Контакты (АВ — исток, ЕР — сток, СН — подложка) полагаются идеально омическими. Потенцал на этих контактах постоянен и равен сумме приложенного напряжения и встроенного потенциала, определяемого уровнем примесей. На вертикальных границах (АН, РС) производная потенциала в направлении, перпендикулярном границе (т. е. горизонтальная компонента электрического поля), должна равняться нулю. Конечно, с точки зрения физики, это условие справедливо лишь тогда, когда контакты истока АН и стока имеют достаточную длину. На границе 81 — ЗЮз потенциал должен удовлетворять закону Гаусса. Наличие связанных поверхностных [c.407]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...