Файл: Аммер, С. А. Нитевидные кристаллы (получение, механизмы и кинетика роста) учеб. пособие.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.10.2024

Просмотров: 87

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

189 -

При электролизе растворов медного купороса подобным обра-

аом получают НК меди

[763,7721

. Росту способствует

добавление

в раствор

некоторых

количеств

NaO£, GaOe^

или

Н(?& .

Решающим оказалось присутствие в электролите ионов

dt~ ,

В работе

[77Э] рост

НК меди наблюдался в подкиоленных раство­

рах ферри- и ферроцианидов калия на поверхности медных подло-

век.

Чтобы выввать рост, необходимо приложить напряжение и сде­

лать

медь

анодом. На деформированном металле рост

НК происхо-

дил легче.

/

 

Кристаллы имели капилляр по оси. Наблюдаемый рост

НК авторы

объясняют образованием нерастворимого соединения

о вонами металла. Пленка нерастворимого вещеотва,

прорываясь,

дает

начало стенке трубок, по которым поток ионов

движется к их

вершине. Оседая на вершине, он образует капилляр. Электрическое поле усиливает перенос ионов. В то же время известен рост каuiuftpHux нитей широкого круга металлов в рестворах и в отсут­ ствии электрических полей [772.773J .

При влектрокристаллиэации новым "капиллярным" методом вы­ ращивали и НК оеребра [635] . Опясываетоя [77ч] , также полу­ чение НК хлористого кальция в электролитических ячейках из слег­ ка нагретых растворов, НК были искривлены или образовывали сплетения.

б) Poor из твердой Фазы

Издавна известна способность соединений серебра образо­ вывать на своей поверхности оплётення из НК. Оказалось, что втот процеос ноино сделать регулируемый, если воспользоваться методикой, предложенной авторечи [275] . Для втой цели ообнраг

- 190 _

Рио.27

Зависимость безразмерного радиуса НК от плотности тока

Рис.28

Гальваническая ячейка для выраиивания кристаллов из твердой фазы электропереносом ! 275J .

_.191 _

етоя гальваническая ячейка из контактирующих материалов

dv -ft^S lP tno

oxeue, представленной на рио.28. Обра­

зец Ag6 S выбирался в

виде цилиндра, заостренного на конус.

При пропускании электрического тока он насыщался ионоии сереб­ ра. В результате тепло излучения вдоль образца созданапся тем­

пературный градиент

(T j> T g). На более

холодном

его конце воз­

никало пересыщение,

оцениваемое по ЗДС

в цепи

а

левой части

 

*

 

пропорционально*

образца. Здесь росли ПК серебра со скоростью,

квадрату пересыщения. Процесс был обратимым: при пропускании тока в обратном направлении НК растворялись со скоростью, опре деляемой убыванием атомов серебра на горячем конце. Изменяя

величину тока в цепи, можно было регулировать скорость роста

или растворения НК, Кристаллизация усов

серебра происходила

и при замене AiJa9 соединениями

или Ну и Г<? [27б] .

Рост НК аналогичен росту их в водных растворах.

Формы роста НК и их химсостав зависят от температуры, при

роды химического соединения, состояния

поверхности и степени

пересыщения. Предполагается, что кристаллы зарождаются в мес­ тах выхода на поверхность дислокаций, поскольку они действуют как узлы скопления адатомов [775,776] . Этим обгоняется не­ равномерность распределения мест зарождения и роста НК по по­ верхности образца. Процеос во многом зависит от соотнот»■

ионной и электронной проводимостей соединений.

Злектроперенос, обусловленный ионной проводимостью, может быть причиной ориентированного роста усов на поверхности неко­ торых тонкопленочных покрытий металлических сплавов при пропуо кании через них электрических токов [702*,705,709,777] , При этом у положительного контакта растут НК, обогащенные одной

_ 192 _

компонентой сплава, у отрицательного - другой. Как правило,

это имеет

отношение к легкоплавким материалам:

N iS n 4

^r» j6 n

и др.

 

Наложением электрического поля можно значительно повы­ сить скорость роста НК на поверхности кристаллов СмО£ в ат­ мосфере водорода (Т * 300°С) [257] .

в) Рост из газовой фазы Ранее нами уже рассматривался рост НК из газовой фазы

в электрической дуге как один из методов физического осаждения.

Кристаллы образовывались в конденсате на отрицательном электро­

де. Ниже будут рассмотрены результаты работ отечественных и

зарубежных авторов, направленных на выяснение влияния электри­ ческого воля на рост усов при осаждении из пара. Оговоримся

сразу, что число таких работ невелико.

Абдуллаев с сотрудниками [451] исследовали влияние электро­

статического поля на кинетику кристаллизации селена. Рост крис­

таллов

есуществгялся в

ампулах из

молибденового стекла в веку-

уме

мм р т .ст . при

градиентах

потенциала от

180 до 360 в/ом.

Поле оказывало следующее действие:

I) кристаллы

росли преиму­

щественно вдоль силовых линий и оказывались крупнее монокрис­

таллов, выращенных без поля;

2)

рост их в

поле ускорялся

в

2-3 раза, особенно вдоль оси;

3)

скорость

кристаллизации

вна­

чале была пропорциональна напряженности поля, затем при 360 в/см достигала максимума и далее убывала до нуля (в ампулах начинал­ ся электрический разряд).

Рост НК, ориентированных вдоль силовых линий, поля, отме­

 

_ 199 -

 

 

чается Пошехоновой

[700] при изучении конденсации паров

8оло­

та на отенках мощных высоковольтных приборов,

Гоффманн,

Мазур»

и другими [256,274,778,779] при восстановлении галоидных со­

лей меди, серебра

и гелеэа по методу Бреннера.

Поле СВ

от 500

до 1000 в/ом) оказывало примерно такое же воздействие на рост,

как вто отмечается

и в работе Абдуллаева [45l]

. В дополнение

к сказанному в работе [780] отмечается, что особенно сильное

влияние на уокорение роота усов оказывало однородное злектрн-

ческое иоле

в том рлучае, когда отрицательный

потенциал был

приложен к

подложке

(исследовался рост НЕ кремния npt восстанов­

лении водородом Si

(J6на кремниевых плоских

подложках). Ки­

нетика кристаллизации усов из газовой фазы в электрическом по­

ле

исследовалась

авторами [96,720,781-788] на примере ртутя

и в работе

[789]

на примере окиси молибдена.

 

 

 

 

 

 

Для объяснения отмеченного выше влияния электрического

Поля на рост

НК меди Мазур с сотрудниками [779J

выдвинули ги­

потезу

о ионном

механизме кристаллизации из паров при воостанов­

лении галоидных

солей.

При температуре эксперимента

Т *

920°К

молекулы

GuЬ

в электрическом поле

диссоциируют

на ионы

Он*

и

3 "

-

в результате

каталического

действия

водорода.

Концент­

рация иоиов

в

паре, подсчитанная

авторами по

формуле:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i и . Г ^ !

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d * ( j ГткГ'ЧПоТ'

 

 

(100)

 

 

прм =

о ,/ь е*° е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

по

 

-

молекулярный вес*

(,

-

плотность ионного

тока;

Пс

-

плотность пара;

cL

- диаметр молекулыр

ф

-

заряд

иона;

Е

 

-

напряженность

поля,

оказашоь равной

 

 

 

что

соответствует давлению 8

4-1СГ5мм рт .о т .

8ти данные хорошо

Смотрите также файлы