Ю., Ташкеева Г.Қ. Физикалық материалтануға кіріспе
жүктеу/скачать 5,26 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Тапсырма
- § 5. Термодинамикалық потенциалдың өзгеруі туралы мәліметтері бойынша шексіз еритін диаграмма тұрғызу және оның анализі. Таралу коэффициенті
3.3-кесте. Компоненттері шексіз еритін қос жүйе (металдық және жартылай өткізгіш)
Тапсырма. ҚОК, КОК, алмаз борына, сфалерит, тетрадимит ұғымдарына анықтама бер. Шексіз еритін компонентті қатты ерітінділердің қолданылуы. Шексіз ерігіштік – жартылай өткізгіш ортаның ең көп таралған құбылысы. AIIIВV, AIIBVI, A2VB3VI және т.б. (толығырақ 3.3.-кесте) кластарының көптеген қосылыстары өзара осы құрылысты түзеді. Мұндай қатты ерітінділер кең қолданыс табуда. Жартылай өткізгіштердің қатты ерітінділерінің тыйым салынған аумағының кез келген мәні тор периоды (атомаралық қашықтық), термиялық кеңею коэффициенті және бастапқы компонент үшін олардың мәндері арасындағы шектегі басқа да параметрлер қатары шексіз еритін құймалар алуға мүмкіндік береді. Бірінші жуықтаудың тор периодтары аддитивті (Вегард ережесі) өзгереді, ал басқа параметрлер - өте күрделі заң бойынша өзгереді. Шексіз еритін қатты ерітінділер (металдық және жартылай өткізгіштік): 1. Au-Cu, Ag-Cu – қондырғы контактісінде; 2. Cu-Ni – электровакуумдық құралдарда; 3. Fe-Cr – тот баспайтын құймаларда (вакуумдық қондырғылар және т.б.); 4. Mb-W, Mb-Ti, V-Ti – балқуы қиын материалдар; 5. Жартылай өткізгішті қатты ерітінділер – жартылай өткізгіш термоэлементтерде, микроэлектроникада, оптоэлектроникада кең қолданылады. Шексіз еритін қатты ерітінділер құрастыру мүмкіндігін ескере отырып олардың қасиеттерінің құрамға тәуелділігін орнату материалтанушылар алдында тұрған маңызды мәселе. § 5. Термодинамикалық потенциалдың өзгеруі туралы мәліметтері бойынша шексіз еритін диаграмма тұрғызу және оның анализі. Таралу коэффициенті Термодинамикадан белгілі, тұрақты қысым мен температура кезінде сол фаза тепе-теңді болады, сол кезде изобаралық – изотермиялық потенциал G = H–TS минимумы бақыланады. H = U+PV және G = U + PV - TS Қатты фазалар үшін: U = U0 + Uж + UE, мұндағы, U0 – Т = 0 К кезіндегі тордың потенциалдық энергиясы; Uж – берілген температура кезіндегі атом тербелісінің жылулық энергиясы; UE – басқа текті атомдардың еруі есебінен тордың серпімді түрлену энергиясы; Р - сыртқы қысым, V – фаза алып тұрған көлем; S – энтропия; Т – абсолютті температура; Н - фаза энтальпиясы. Жүйенің тепе-теңдік күйі жалпы жағдайда таңдалған ауыспалы параметр кезіндегі оның күйін сипаттайтын сол термодинамикалық потенциал (G, U, H және F) минимумымен анықталады. Энтропия әрдайым оң шама (S>0) және температура артуымен артады, сондықтан температура артуымен G кемиді (3.5а-сурет); осы қисықта G(Т) жоғары жақта көрсетіледі. 3.5-сурет. Тепе-теңдікті күйде қатты фаза болатын тұрақты құрамның сұйық және қатты фазалардың изоборалық-изотермиялық потенциалының температураға (а) және құрамға сұйық және қатты фазалардың Т=const кезіндегі айнымалы құрамына (ә) тәуелділігі. Егер температураның тәуелділігін G екі фаза (қатты және сұйық 3.5а.-сурет) үшін салыстырсақ, онда S қисығының иілуі әртүрлі болуына байланысты әртүрлі болады, сондықтан қисықтар қиылысуы тиіс. G=f(T) қисықтың иілуі сол фазада күштірек. Сұйық фазаның энтропиясы сол құрамдағы қатты фаза энтропиясынан көп, сондықтан сұйық фаза үшін қаттыға қарағанда лезде төмендейді. Қиылысу нүктесі Ттен фазалық ауысу температурасымен сәйкес. Осы температурадан төмен және жоғары G мәнінің сәйкес аз мәніне ие әртүрлі фазалар тұрақты. жүктеу/скачать 5,26 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|