10. Обмежені тверді розчини. Діаграми стану двокомпонентних систем з обмеженими твердими розчинами перитектичного типy.

Якщо атоми однієї речовини заміщуються атомами іншої речовини в широких межах, враховуючи повне заміщення власних атомів, то утворюється неперервний ряд твердих розчинів. Неперервні тверді розчини утворюються, як правило, між ізоструктурними речовинами. Проте взаємне заміщення атомів у кристалічній структурі не обовязково повязане з ізоструктурністю.

Поширенішим є випадок, коли розчиняються не ізоструктурні і навіть не ізоморфні речовини. При цьому спостерігається взаємне заміщення атомів тільки в певних межах, а самі розчини носять назву обмежених твердих розчинів.

Діаграма стану обмеженого твердого розчину з перитектичним перетворенням зображена на рис 5. На цій діаграмі лінія адл – лінія ліквідус, а крива авсл – лінія солідус. При досягненні температури перитектичного перетворювання – лінія всд рідина складу т.д взаємодіє з утвореними кристалами a- твердого розчину складу т.в з утворенням кристалів b- твердого розчину (L+a=b). Таким чином, для сплавів, що знаходяться між т.к і м в результаті перитектичного перетворення, або зменшення розчинності одного компонента в іншому (криві кв та мс) кінцева структура сплаву буде складатися з механічної суміші кристалів твердих розчинів a і b. Процес перитектичного перетворення характеризується одночасним існуванням трьох фаз, що на кривих охолодження відобразиться горизонтальною ділянкою (2-2?).

Діаграми стану сплаву хімічна сполука розділяються хімічною сполукою на декілька простих діаграм, в яких хімічна сполука виступає як другий компонент.

Рис 5. Діаграма стану сплаву обмежений твердий розчин з перитектикою.

В залежності від кількості хімічних сполук, що можуть утворюватись діаграма може розділятися на декілька діаграм твердих розчинів або механічних сумішей в залежності від процесу взаємодії хімічних сполук з компонентами А і В.

11. Фізико-хімічні принципи легування матеріалів з різним типом хімічного зв’язку. Методи легування кристалів.

Легування— процес контрольованого введення домішок атомів у кристалічну гратку з метою зміни електричних фіз. Властивостей вихідного матеріалу.

Основний недолік: неоднорідність розподілу домішка по довжині кристалу, тому на практиці викор різні методи вирівнювання: пасивний і активний.

Є 3 методи легування:

1) дифузійне легування

Напрямлене в основному на одержання електронних приладів. Основні його переваги- простота апаратури, керованість процесу, можливість прогнозування дифузійних профілів на основі простих мат моделей. Дифузією наз перенос речовин. Зумовлений хаотичним тепловим рухом, в напрямку зменшення ї концентрації.

2)радіаційне легування кристалів.

Якщо опромінювати кристали напівпровідників і діелектриків ядерними частинками, то може відбуватися перетворення частинок атомів основних компонентів речовини в атоми інших хімічних елементів внаслідок протікання ядерних реакцій.

Дане явище знаходить широке застосування при однорідному легуванні вирощених кристалів.

3)іонне легування

Це кероване введення атомів в поверхневий шар шляхом бомбардування його іонами з енергією від декількох кіло електрон-вольт до декількох мегаелектрон-вольт. Процес іонного легування використовують для модифікації властивостей поверхневого шару твердого тіла.

Іони, прискорені до середніх і високих енергій, при зіткненні з граткою твердого тіла взаємодіють з ядрами і електронними оболонками атомів мішені, гублять свою енергію і гальмуються до швидкостей теплової дифузії при температурі гратки.