Кремний Кристаллическая структура

К ковалентным кристаллам относят твердые тела, кристаллическая структура которых образована за счет ковалентной связи. Типичными представителями кристаллов с чисто ковалентной связью являются алмаз, кремний, германий, серое олово, которые построены по типу структуры алмаза (см. рис. 1.28). [c.75]

Благодаря развитию современных методов испытания оказалось возможным определять твердость любых металлов, сплавов, ковалентных и ионных кристаллов, включая самые хрупкие и твердые вещества (такие, как кремний, карбид бора, алмаз и др.). Громадная информация по твердости, во много раз превосходящая данные по другим механическим свойствам веществ, особенно малопластичных, способствовала выяснению влияния типа кристаллической структуры, электронного строения и типа межатомной связи на твердость, представляющую обобщенную характеристику сопротивления материала пластической деформации. [c.22]

Интерпретация этих результатов осложняется тем фактом, что на поверхности раздела алюминия 6061 и бора существовала металлургическая связь (рис. 1, б), а между покрытием карбида кремния и матрицей алюминия 6061 (стрелка на рис. 1, в) — механическая связь. Эти композиты были получены методом диффузионной сварки в течение 1 ч приблизительно при 475 и 554 С соответственно. Полагают, что низкая малоцикловая усталостная прочность у композитов, волокна которых имеют покрытия, связана с поведением покрытия Si [23]. Это покрытие обладает предпочтительным направлением кристаллографического роста (111) и вытянутой кристаллической структурой, оба они ориентированы перпендикулярно оси волокна (рис. 1, в). Таким образом, ось волокна, возможно, является направлением относительно низкой прочности покрытия и последнее может служить причиной плохого усталостного поведения в малоцикловой области. [c.401]

Сплав Алюминий Никель Медь Кобальт Титан Ниобий Кремний Тип кристаллической структуры [c.98]

Относительно высокая жаростойкость кремнистого чугуна объясняется влиянием кремния на формирование структуры металлической основы чугуна и образование защитной окисной пленки на поверхности изделий. Структура кремнистого чугуна с пластинчатым графитом не претерпевает изменений приблизительно до 900° С [27, 28]. У чугуна с более высоким содержанием кремния стабильность структуры сохраняется вплоть до температуры плавления. Кремний, содержащийся в чугуне в количестве 5—6%, способствует образованию окислов типа шпинели с плотно-упакованной кристаллической решеткой, предохраняющей металл от диффузионного окисления, о чем свидетельствуют данные рентгеноструктурного анализа окалины кремнистого чугуна, приведенные в табл. 49. [c.208]

Диэлектрики и полупроводники качественно подобны и те и другие имеют энергетическую щель в спектре электронных состояний. Однако в полупроводниках эта щель (запрещенная зона) гораздо меньше. Поэтому проводимость полупроводников заключена в широком интервале, разделяющем проводимость металлов и диэлектриков. Например, для кремния при 300 К а=5-10 См/м, а для германия а=2,5 См/м, что в 10 —10 раз превышает проводимость диэлектриков и в то же время в 10 —10 раз уступает проводимости металлов. Зависимость о Т) полупроводников лишь в исключительных случаях и в небольшом температурном интервале может носить металлический характер как правило, и в полупроводниках, и в диэлектриках температурные зависимости проводимости подобны. Ширина энергетической щели в германии равна 0,72 эВ, а в кремнии 1,12 эВ, в то время как в алмазе — диэлектрике е такой же кристаллической структурой — запрещенная зона равна 7 эВ. Таким образом, с точки зрения зонной теории полупроводники принципиально отличаются от металлов наличием энергетической щели, в то время ак между полупроводниками и диэлектриками есть только количественное отличие. Считается, что при Д < 2—3 эВ кристалл можно отнести к полупроводникам, а при больших — к диэлектрикам. [c.16]

Кристаллическая структура основного соединения в твердом состоянии может дать ключ к разгадке типа связи, преобладающей и в твердом, и в жидком состояниях [49, с. ЗА]. Структуры, встречающиеся в интерметаллических соединениях, например амальгамах щелочных металлов, характерны для материалов с ионной связью так же, как и для соединений между магнием и элементами группы /VB (кремнием, германием, оловом и свинцом) целесообразно предположить, что частично гетерополярную связь можно найти в жидких сплавах этих систем. Вместе с тем для структур антимонидов элементов III группы характерны гомеополярные связи [c.60]

В работе [43] изучали процесс пластической деформации в зоне фрикционного контакта с учетом типа кристаллической структуры и кристаллографической ориентации монокристаллов. Исследовали влияние асимметрии пространственного расположения атомов в кристаллических структурах на деформационную составляющую силы трения. Исследуемые кристаллы были ориентированы в главных плоскостях с малыми индексами ниобия, меди и кремния — в плоскостях 001 , 011 , 111 , цинка — в плоскостях 0001 , 1120 , ЮГО . На рис. 16 приведены зависимости силы трения от кристаллографической ориентации для указанных монокристаллов. Для монокристаллов Zn в наибольшей степени выражена анизотропия силы трения, и величина ее максимальна в базисной плоскости 1010). Установлена общая закономерность для монокристаллов меди, кремния и цинка — возрастание деформационной составляющей силы трения в плотноупакованных плоскостях и направлениях. Для меди анизотропия силы трения наиболее выражена в плоскости 001) — рис. 16, б однако существенной разницы в средних значениях силы трения плоскостей 001), 011 , 111 не наблюдается. Для монокристаллов ниобия (ОЦК решетка) анизотропия не проявилась, [c.37]

Весьма впечатляющими являются расчеты, относящиеся к кремнию. Вычисления действительно показывают, что среди шести кристаллических структур (алмаз, гексагональный алмаз, р-олово, г.ц, к., о. ц. к. и г,п.у.), на которые приходится 90% всех существующих одноэлементных твердых тел наиболее устойчивой при нулевой температуре и в отсутствие внешнего давления является решетка алмаза. Энергия атома в этой устойчивой структуре лишь примерно на 20 мэВ меньше, чем в гексагональной [c.189]

Кроме химической чистоты, определяемой наличием примесей элементов, большое значение приобретает физическая чистота , т. е. степень совершенства кристаллической структуры данного вещества, поскольку сверхчистые металлы и полупроводники получают в виде монокристаллов. Стоимость большинства полупроводниковых материалов (в том числе и кремния) значительно превышает стоимость золота. [c.64]

С увеличением упорядоченности кристаллической структуры графита повышается температура начала реакции. Катализаторами процесса окисления могут быть примеси, особенно железо, ванадий, натрий. В присутствии примесей окисление носит локальный характер. При уменьшении содержания примесей окисление становится более равномерным и снижается разброс его значений. Повышение стойкости графита к окислению предусматривает введение в него некоторых элементов, например кремния, фосфора и др. Резко (на один порядок) снижает скорость окисления добавка хлора в количестве 1— 1,5% к кислороду [25]. [c.79]

Высокое химическое сродство алюминия с железом обусловливает образование в контакте сталей с жидким алюминием прослойки интерметаллида РеаЛЬ, имеющего характерную особенность роста в сторону железа (рис. 28, в), что связано с большим дефектом его кристаллической структуры, способствующим ускоренной диффузии алюминия через эту фазу [21]. Торможение роста этого интерметаллида в контакте стали с жидким алюминием может быть достигнуто путем легирования последнего кремнием [194] или германием. Однако применение припоев систем А1 — 51 не предотвращает образования интерметаллидных прослоек в паяных швах в соединениях со сталью (рис. 28, а и б) и тем более не предотвращает роста таких прослоек при работе паяных соединений в условиях повышенных температур < 400° С), что со временем может вызвать разрушение изделий. [c.55]

Полупроводниковые кристаллические соединения типа А " В представляют собой химические соединения, образующиеся при взаимодействии элементов В и В подгрупп периодической системы элементов Менделеева. Эти соединения характеризуются наличием у А на внешних оболочках по 3 валентных электрона в состоянии а у В по 5 электронов в состоянии и, вследствие этого, в химических соединениях А В на каждый атом приходится такое же, как и в элементах IV группы, количество электронов, а отсюда идентичность в кристаллической структуре и электронных свойствах этих соединений с алмазом, кремнием, германием и другими элементами IV группы. Однако в отличие от элементов IV группы, имеющих в кристаллической структуре только гомеополярные связи, соединения типа А В имеют как гомеополярные, [c.249]

Кремний и германий относятся к алмазоподобным полупроводникам, так как они имеют кристаллическую структуру алмаза. Это куб, в вершинах и в центрах граней которого расположены атомы углерода. Кроме того, атомы углерода находятся в центрах четырех (из восьми) малых кубов (октантов), на которые делится большой куб (рис. 58). [c.96]

Если же в германий или кремний в качестве примеси добавить один из пятивалентных элементов, таких как мышьяк, фосфор или сурьма, то в кристаллической структуре возникнет излишек одного электрона, как показано на рис. 5-1-4,а. Энергия ионизации при отрыве лишнего (пятого) электрона атома приме си значительно меньше энергии ионизации при отрыве электрона ковалентной связи и находится в пределах 0,01—0,5 эВ. Ее значение зависит от количества и типа примеси. Энергетическая диаграмма, соответствующая случаю введения в германий пятивалентного примесного элемента, показана на рис. 5-1-4,б, из нее видно, что в этом случае образуется заполненный примесный уровень, отстоящий от нижней границы Ес зоны проводимости на 0,01—0,05 эВ. Электроны, находящиеся на это.м уровне, уже при температуре, близкой к нормальной, вследствие теплового движения могут легко переходить в зону проводимости. Указанные электроны способствуют увеличению проводимости вещества. Механизм электропроводности в это.м случае обусловливается носителями отрицательного заря- [c.310]

Водные растворы имеют сложное строение. Поведение жидкой воды в них аномально ее свойства, определенные путем интерполяции свойств соседних по периодической таблице гидридов, сильно отличаются от действительных параметров. Например, точки плавления и кипения в соответствии с указанной интерполяцией должны иметь значения —43° и —11° С соответственно. Молекулярное взаимодействие (водородные связи) характеризуется ближним порядком в жидкости, что и отражается в аномальности свойств. В жидкости сохраняются некоторые кристаллические структуры льда, правда, в более плотной форме. В этом отношении вода в данном случае ведет себя подобно алмазу, кремнию и германию, поскольку в каждом из этих случаев жидкость в точке плавления также плотнее, чем твердая фаза. При упрощенном рассмотрении воду можно представить как жидкость, состоящую из двух разновидностей частиц небольших локальных областей, имеющих [c.332]

Сплав железа с кремнием (0,5-ь 5%) называют электротехнической сталью. В стали могут присутствовать примеси углерода и серы при их содержании свыше 0,01% заметно увеличиваются магнитные потери / ю/бо- Легирование кремнием имеет важное значение. При введении кремния происходит раскисление стали, а углерод переводится из ухудшающего магнитные свойства соединения цементита Feg в графит, выпадающий в виде мелких включений. При наличии кремния снижаются магнитострикция и анизотропия, а строение стали приобретает крупнозернистую структуру. Слегка искажая кристаллическую структуру, кремний вызывает повышение удельного сопротивления р до примерно 60-10 ом-см. Вместе с тем [c.233]

Повышение температуры силицирования в порошке кремния в интервале 1250—1350 приводит, как показано в [5], к заметному увеличению скорости окисления образцов Мо312 при последующем испытании на воздухе. При этом изменяется также их кристаллическая структура. [c.68]

Силикатное стекло. Название силикатное стекло не совсем правильно отражает его фактический состав, так как оно обычно содержит различные добавки или примеси. В общем силикатные стекла обладают типичной для стекла структурой в противоположность плавленой двуокиси кремния, структура которой изменяется от типичной структуры стекла до почти полностью кристаллической структуры кварца. Кварц — очень чистая кристаллическая Si02, тогда как материал, который называют плавленой двуокисью кремния, может содержать малые количества примесей (эти материалы обсуждались выше). [c.208]

Силициды переходных металлов не относятся к фазам внедрения, поскольку крупные атомы кремния не могут внедряться в поры металлических решеток. Атомы кремния замещают металлические атомы и образуют сложные кристаллические структуры в виде графитоподобных сеток. Эти соединения в отличие от боридов, имеющих металлическую проводимость, являются либо полупроводниками ( rSij, FeSij, ReSij), либо имеют промежуточный характер проводимости между металлами и полупроводниками [6]. [c.409]

Примечания ]. В обозначениях марок сплавов буквы означают Б — ниобий, Д — медь, К — кобальт, Н — никель, С — кремний, Т — титан, Ю — алюминий, А — столбчатую кристаллическую структуру, АА монокристалли-ческую структуру. Цифры означают процентное содержание элемента. [c.27]

О -сиалоны формируются на основе орторомбического окси-нитрида кремния при одновременном замещении в тетраэдрах SiNзO (базисного структурного фрагмента исходной фазы 812К20) и Сложность кристаллической структуры [c.101]

Основными компонентами этих материалов являются железо (до 70%), алюминий (до 14%), никель (до 25%), медь (до 4%), кобальт (до 42%), титан (до 9%). Металлы обозначаются в марках следующими буквами Ю — алюминий, Н — никель, Д — медь, К — кобальт, Т — титан, С — кремний, Б — ниобий. Цифры после букв в обозначении означают содержание металла в %. Кристаллическая структура сплава обозначается буквой А — столбчатая равноосная, АА — монокристаллическая. Например, сплав марки ЮН 14ДК25БА означает, что он содержит алюминий, никель (14%), медь, кобальт (25%), ниобий и имеет столбчатую кристаллическую структуру. [c.146]

Волокна карбида кремния и карбида бора производят в опытных количествах. Эти волокна получают путем химического осаждения паров на нагретую подложку из вольфрама или углерода способом очень близким к методу, который используется для получения волокон бора. Наиболее пригодной газовой смесью для получения волокон карбида кремния является смесь метилди-хлорсилана с водородом, а для получения волокон карбида бора— смесь металла с трихлоридом бора. Эти покрытия имеют кристаллическую структуру и поверхность волокна, чувствительную к истиранию. Кристаллические структуры В4С и Si лучше сопро- [c.40]

В связи с этим для изготовления высококачественных приборов необходимы монокристаллы германия и кремния высокой степени чистоты и совершенной кристаллической структуры. Для получения нужного типа проводимости кристаллы легируют в строго контролируемых микродозах. [c.589]

Предлагаемая вниманию читателей книга Атомное строение металлов и сплавов является первым из этих выпусков ). Она состоит из пяти глав, в которых рассматриваются основы теории металлического состояния. В первой главе изложены электронная структура атомов, типы межатомной связи, классификация кристаллических структур металлов, аллотропия металлов и их физические свойства, связанные с природой межатомного взаимодействия. Изложение ведется на уровне современных представлений электронной теории металлов. Надо, однако, отметить, что не со всеми положениями автора можно согласиться. В частности, современным представлениям не соответствует утверждение о том, что ковалентные кристаллы являются изоляторами как в твердом, так и в жидком состоянии. Как установлено к настоящему времени, такие ковалентные кристаллы, как кремний и германий, становятся после плавления проводниками, т. е. переходят в металлическое состояние. Некритично излагается также гипотеза Л. Полинга о резонансном характере межатомной связи в металлах переходных групп, в соответствии с которой пять d-орбиталей атомов этих элементов разделяются на две группы — связывающие и атомные. Известно, что указанную гипотезу в настоящее время большинство металлофизиков не разделяет. Желающим детальнее ознакомиться с рассматриваемыми в этой главе вопросами можно рекомендовать помимо уже упоминавшихся трудов книгу В. К. Григоровича Периодический закон Менделеева и электронное строение металлов (изд-во Наука , 1965). [c.7]

При взаимодействии лазерного пучка с поверхностью происходит генерация гармоник, которые можно наблюдать в отраженном свете. Интенсивность второй гармоники зависит от кристаллической структуры поверхности, что было показано для таких материалов, как алюминий, медь, серебро, никель, кремний (ссылки в [2.38]). Интенсивность второй гармоники пропорциональна квадрату мощности лазерного пучка, причем коэффициент пропорциональности увеличивается в 80 раз при переходе от гладкой поверхности к шероховатой [2.39]. Влияние шероховатости на интенсивность рассеяния связано с локальным усилением электрического поля на микроостриях. Для диагностики поверхности методом генерации второй гармоники применяют обычно лазер на алюмо-иттриевом гранате, легированном неодимом, с длинами волн 1,064 или 0,532 мкм, энергией в импульсе порядка 300 мДж и длительностью импульса ри 10 не. [c.57]

В сплавах А1—Mg более широкая, чем в сплавах А1—81, область твердых растворов с предельной растворимостью магния в алюминии — 17,4 % (по массе) при температуре эвтектического превращения 450 °С. В равновесии с алюминиевым твердым раствором находится р-фаза Mg5Al8(36 % Мд) [3]. Эта фаза входит по составу в oблa fь гомогенности (34,8 -— 37,1 % M.g) и соответствует большинству данных, характеризующих кристаллическую структуру [3]. р.-фаза образует с алюминиевым твердым раствором эвтектику, содержащую около 34 % Mg. Кроме того, если коэффициенты линейного расширения кремния и алюминия отличаются друг от друга более чем в 6 раз, то их значения для алюминии и магния довбльнЬ близки. Поэтому эффект от термоциклирования таких разных по своему химическому и структурному составам материалов также должен быть различным, а это дает более глубокие представления для анализа влияния ТЦО на структуру и свойства алюминиевых сплавов. [c.48]

ЮТСЯ сверхпроводящими в том случае, если они нанесены в виде тонких пленок при температурах ниже 10° К. Висмут обладаег сверхпроводимостью при умеренно высоких давлениях. Наблюдавшиеся критические температуры для висмута, по-видимому,, связаны с фазовыми превращениями под давлением. Постулировано также, что сверхпроводящие свойства тонкой пленки висмута и бериллия соответствуют их новым структурным состояниям. Критические структуры новых плотных фаз кремния и германия, установленные Венторфом и Каспером, а также Ван-ди и Каспером, позволяют предположить, что эти материалы должны быть сверхпроводящими, так как они обнаруживают металлические свойства при высоком давлении, и после возвращения к нормальному давлению имеют новые и неизвестные кристаллические структуры. Однако исследования показали, что они при существующей в настоящее время чистоте и совершенстве материалов не являются сверхпроводящими выше 0,3° К [c.15]

Примечание. В обозначениях марок сп.члвов буквы означают Б — ниобий Д — медь К —кобальт Н—никель С — кремний ( силиций ) Т—титан Ю-алюминий А —столбчатая кристаллическая структура АА—монокристаллическая структура. Цифры указывают процентное содержание элемента. [c.321]

В заключение отметим еще один основной тип связи, действующий между молекулами, уже образованными ковалентными или ионными связями, и приводящий к кристаллическим структурам с отчетливо сохраняемой химической тождественностью молекул. Примером такой связи служит решетка 8102. Эта молекулярная или, как её называют, ван-дер-ваальсовская связь возникает между нейтральными атомами, находящимися в такой непосредственной близости, что их электронные облака подчинены дальнодействующим силам взаимодействия орбитных электронов соответственно обоих облаков. Возникающие при резонансе электронов соответствующих орбит поляризационные силы понижают общий потенциал пропорционально 1/г и ведут, таким образом, к притяжению атомов или молекул. Эти ван-дер-ваальсовские силы относительно слабы по сравнению с другими силами связи, но все же значительны в некоторых к ристалличе-ских решетках и особенно в случае поверхностных явлений. В газообразном состоянии фтор и хлор связаны ковалентными связями, в твердом же состоянии они удерживаются ван-дер-вааль-совокими силами в виде кристаллической решетки. Невысокая точка кипения галоидов (Рг — 187° С С г — 34,6° С Вгг — 58,78° С) является признаком их слабой связи. Когда ковалентные связи атомов с высокой валентностью распределяются между двумя соседними атомами, образуются очень большие молекулы, которые могут принять форму либо спиральных структур, как в случае селена и серы, либо двухмерных решеток, как у сурьмы. Четырехвалентные атомы ведут к образованию трехмерных решеток, как, например, в случае алмаза, кремния, германия и олова, где каждый атом расположен в центре тетраэдра, а координационное число равно четырем. [c.159]

Кристаллическая структура. Согласно [2] постоянные кристаллических решеток золота и кремния в сплаве равноатомного состава, закаленном от 240°, равны 4,0682 и 5,4176 кХ при значениях этих величин для исходных металлов 4,0693 и 5,4170 кХ соответственно. [c.53]

В более поздней работе этих авторов [8] подтверждается существование богатой кремнием фазы 312В, появляющейся в сплавах с содержанием бора выше 3,5 ат. % в виде хорошо ограненных кристаллов с микротвердостью 1375 дан/мм . Кристаллическая структура этого соединения не выяснена. Эвтектическая горизонталь соответствует температуре 1375° С. Эвтектика содержит около 18 ат. % В . Наличие эвтектики на ЭТО.М участке диаграммы подтверждается данными работы [9], согласно которым эвтектическая точка соответствует содержанию 6,75 ат. % В, а эвтектическая температура — 1403° С. [c.68]

С неметаллами — углеродом, кремнием, азотом, кислородом, фосфором и галогенами — селен образует ряд соединений главным образом газообразных и жидких. Эти соединения в большинстве случаев нестабильны. Так, например, селенистый азот получается только косвенным путем соединение настолько нестабильно, что при легком ударе или нагревании до 200°С взрывается. Селеноуглерод С5ег еще более эндотермическое соединение, чем сероуглерод. Кристаллическая структура селеннда бора неизвестна. Природа химической свя- [c.15]

Кремний и германий являются четырехвалентиыми эле.мента.ми. Они имеют кристаллическую структуру типа алмаза, каждый атом которого имеет четырех ближайших соседей, как это показано на [c.310]

Если в германий или кремний ь лачестзе примеси вводить трехвалентный элемент, такой как индий, галлий или бор, то возникает другой механизм электропроводности. В этом случае (рис, 5-1-5,а) в кристаллической структуре возникает нехватка одного электрона для образования ковалентной связи между атомом пpи e и и атомом основного вещества, В качестве активного переносчика заряда при этом служит вакансия элйктрона — дырка [c.311]

Направленность межатомных связей и неплотноупакованные кристаллические структуры приводят к низкой пластичности и высокой твердости ковалентных кристаллов, типичными представителями которых являются алмаз (одна из полиморфных модификаций углерода), кремний, германий, серое олово, кварц, карбид кремния, нитрид бора (со структурой алмаза). Большая энергия связи в ковалентных кристаллах приводит к высокой температуре плавления. Заполнение валентных зон при образований ковалентной связи превращает ковалентные кристаллы в полупроводники и даже диэлектрики. [c.30]

Жаростойкими являются, как правило, высоколегированные стали, содержащие хром, алюминий и кремний в количествах, достаточных для изменения кристаллической структуры и свойств оксидной пленки. Для обеспечения жаростойкости главное значение имеет хром, его содержание в сталях разных классов составляет 6-28 %. При повышении содержания хрома оксидные плешси принимают кристаллическую структуру шпинели (Ре0-Сг20з, Ре0 А120з и более сложного химического состава) с низкой диффузионной проницаемостью для ионов и хорошими защитными свойствами. Дополнительное легирование хромистых сталей кремнием (цо 2-3 %) и алюминием (до 5-6 %) повышает жаростойкость. [c.259]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...