Экз_прог_ФХОТИЭН_2016_осень
.docЭкзаменационные вопросы
по дисциплине «Физико-химические основы технологии изделий электроники и наноэлектроники» (осень 2016 г) группы 4204, 4205, 4206, 4209, 4281, 4282
-
Основные типы фаз. Кристаллические фазы. Стеклообразные, аморфные, мезоморфные фазы. Фазовые переходы.
-
Термодинамические системы. Теплота и работа. Первое начало термодинамики и его следствия. Стандартные условия.
-
Термодинамические критерии равновесия и протекания процессов в изолированных системах. Энтропия и термодинамическая вероятность. Уравнение Л. Больцмана.
-
Энтропия и ее составляющие. Изменение энтропии фазы и физико-химического процесса в зависимости от температуры.
-
Термодинамические потенциалы и их свойства. Критерии равновесия и направления протекания процессов в закрытых системах.
-
Энтальпия и внутренняя энергия как характеристические функции состояния системы, зависимость их от естественных параметров и температуры.
-
Изобарно-изотермический потенциал как характеристическая функция состояния системы, зависимость его от естественных параметров.
-
Изохорно-изотермический потенциал как характеристическая функция состояния системы, зависимость его от естественных параметров.
-
Термодинамические критерии направления протекания процессов и равновесия в открытых системах.
-
Химический потенциал однокомпонентного идеального (реального) газа, его зависимость от температуры и давления пара.
-
Химический потенциал компонента в многокомпонентных системах (смесь идеальных и реальных газов, жидкие и твердые растворы). Понятие летучести и активности.
-
Третье начало термодинамики. Поведение термодинамических функций вблизи абсолютного нуля температур.
-
Условия химического равновесия. Термодинамический и кинетический выводы закона действия масс.
-
Константа равновесия химических процессов в газообразных и гетерогенных системах. Методы определения констант равновесия.
-
Уравнение изотермы химической реакции (Вант-Гоффа). Термодинамический вывод. Применение уравнения для управления физико-химическими процессами.
-
Влияние температуры и общего давления пара на химические равновесия. Уравнение изобары химической реакции.
-
Скорость химической реакции. Правило Аррениуса.
-
Общие критерии фазового равновесия. Фазовые равновесия и фазовые переходы первого рода в однокомпонентных системах. Зависимость свободной энергии (и ее производных) от температуры и давления с учетом фазового перехода.
-
Условие равновесия двух фаз в однокомпонентной системе. Уравнение Клаузиуса-Клапейрона.
-
Р-Т диаграмма однокомпонентной системы. Равновесие трех фаз. Правило фаз Гиббса.
-
Зависимость термодинамических функций от состава для гетерогенной (механической) смеси компонентов. Энтропия смешения растворов, анализ зависимости ее от состава.
-
Термодинамические функции смешения. Зависимость энтальпии и свободной энергии смешения от состава растворов.
-
Определение химических потенциалов компонентов из концентрационной зависимости свободной энергии Гиббса (геометрическая интерпретация).
-
Условие равновесия фаз в двухкомпонентных системах. Определение состава равновесных фаз из концентрационной зависимости свободной энергии. Правило рычага.
-
Диаграммы состояния с неограниченной растворимостью компонентов в жидкой и твердой фазах. Термодинамическое обоснование экстремальных точек.
-
Т-х проекция диаграммы состояния с эвтектическим превращением. Вырожденная эвтектика.
-
Т-х проекция диаграммы состояния с химическим соединением (конгруэнтное и инконгруэнтное плавление).
-
Природа фаз переменного состава. Экспериментальные методы управления типом и концентрацией точечных дефектов.
-
Термодинамические модели растворов. Избыточные термодинамические функции, связь их с коэффициентом активности.
-
Концепция регулярного раствора (квазихимическое приближение). Параметр взаимодействия и связь его с коэффициентом активности.
-
Математическое описание равновесия между жидкими и твердыми растворами. Уравнения линий ликвидуса и солидуса для модели идеальных растворов.
-
Математическое описание равновесия между жидкими и твердыми растворами в рамках модели регулярных растворов.
-
Математическое описание линий ликвидуса и солидуса на диаграммах состояния эвтектического типа «одноэлементный полупроводник – примесь»
-
Равновесный коэффициент распределения компонентов между жидким и твердым растворами в рамках моделей идеальных и регулярных растворов.
-
Термодинамическое обоснование экстремальных точек на Т-х проекциях диаграмм состояния с неограниченными растворами. Зависимость энергии Гиббса от состава.
-
Парциальные и общее давления пара над идеальными растворами. Законы Генри и Рауля.
-
Математическое описание равновесия жидкий раствор - пар в рамках моделей идеальных и регулярных растворов. Диаграммы температура кипения–состав. Конгруэнтное кипение растворов.
-
Термодинамические представления о явлении распада твердых растворов. Спинодальный и бинодальный механизмы распада.
-
Термодинамический критерий устойчивости растворов. Уравнение спинодали для модели регулярных растворов. Метастабильные растворы.
-
Диффузия. 1-й и 2-й законы Фика, их применение для решения задач диффузии.
-
Коэффициент диффузии. Его зависимость от температуры и параметров материалов.
-
Природа метастабильных состояний в однокомпонентных системах. Образование зародыша новой фазы, критический радиус зародыша.
-
Адсорбция. Физическая и химическая адсорбция.
-
Изотермы адсорбции Генри, Лэнгмюра, БЭТ. Адсорбция газов и паров.