Файловый архив студентов. Файловый архив студентов.
1314 вуза, 5343 предмета.
/ Регистрация
FAQ Обратная связь Вопросы и предложения
Добавил:
Адепт твердотельной электроники, последователь учений Михайлова Н.И. Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ"
Предмет:
Физико-химические основы технологии материалов электронной техники
Файл:

Презентации / ФХОТ Все Презентации

.pdf
Скачиваний:
76
Добавлен:
21.06.2024
Размер:
18.7 Mб
Скачать
☆

I >

II >

III

i

i

i

Ji

grad i

D

 

kT

1

ln

i

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

i

c

 

ln c

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

i

μ

i

μ0

кT ln c

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

i

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

μ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

grad μ

i

 

i

grad c

 

 

 

 

 

 

c

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J

i

D

grad c

i

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

- коэффициент диффузии

Di = f(T, ci), но при небольших пространственных неоднородностях в сильно разбавленных растворах учитывают только температурную зависимость Di(Т )

Нарушение химического равновесия.

 

 

н н

к к

ν А

ν А

н

к

 

 

 

νнμ н νкμ к

н

к

 

 

1 A1 2 A2

'

 

'

 

 

1

A1

2

A2

Макроизменения, происходящие при нарушении равновесия в системе

характеризуются скоростью химической реакции

r(t) cAi (t)

t

Основной постулат химической кинетики: скорость реакции пропорциональна

произведению концентраций исходных реагентов, взятых в степенях, равных их

стехиометрическим коэффициентам:

ν

ν

2

 

ν

i

(t)

1

 

 

 

r (t) k сA

сA

2

... k(T ) сА

i

1

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k - константа скорости реакции, равняется реальной скорости реакции при

единичной концентрации каждого из исходных веществ

E

1

2

 

 

E

 

w w0 exp

 

T

 

 

k

 

 

В

Высота потенциального барьера Е - энергия активации.

 

 

E

 

 

 

 

E

 

 

 

 

 

 

Закон

D (T ) D0 exp

 

 

 

 

k (T ) k0 exp

 

 

 

 

Аррениуса

 

 

 

 

 

 

кT

 

 

 

кT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

чем больше Е для диф. или хим. процесса, тем меньше величина коэффициента диффузии D или константы скорости k и тем сильнее они изменяются с изменением температуры.

процессы, подчиняющиеся з-ну Аррениуса - термоактивационные (при T↑ D(Т ) и k(Т ) всегда возрастают)

Механизм кинетики химических реакций. Уравнение Аррениуса

 

 

 

A

 

A

 

 

 

'

 

 

'

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

 

1

A

 

2

A

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r1 (t) k1 (T ) с

ν1

 

 

ν2

(t)

 

r

 

(t) k

 

 

(T ) с

ν

(t) с

ν

(t)

(t) с

 

2

2

1

2

A1

 

 

A

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

t = 0

c

 

(0)

A

 

 

i

 

c

 

(0)

A

 

 

i

 

0

0

r2(0) = 0 r1(0) 0

r(t) r1(0)

r1(t) химическое равновесие

r0

r2(t)

0

t0

t

r1(t0) = r2(t0) r0

t > t0

 

 

 

c

 

c

 

 

 

с

k

(T )

 

1

 

2

 

 

 

A

 

A

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

к

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k2 (T )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с

 

cA

 

cA

2

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

н

ν A

ν A

к

 

 

к

 

 

K

с

(T )

н

 

 

 

н

 

 

1

 

 

 

k

(T )

K

 

(T )

 

1

 

c

k

 

(T )

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

уравнение изохоры

2

 

 

d ln Kc T

 

 

 

 

 

dT

 

RT 2

 

Вант-Гоффа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U = U U

1 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d ln k1

 

d ln k2

 

 

 

 

1

 

2

 

 

 

 

U1

 

U2

 

 

dT

dT

RT 2

RT 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d ln k

 

U

 

 

1

 

1

B

dT

RT

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d ln k

2

 

U

 

 

 

 

2

 

B

dT

 

RT

2

 

 

 

 

 

 

 

Exp: B=0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d ln k (T )

 

E

 

 

E

U

 

 

 

 

 

- энергия активации

 

 

 

 

 

dT

κT

2

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

химической реакции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

уравнение Аррениуса

 

 

E

k (T ) k 0 exp

 

 

 

 

 

 

κT

A–B–C

 

 

 

U

U

AB + C

2

 

 

 

1

 

 

A+ BC

2

 

 

U

U2

1

 

U

 

 

1

 

 

U = 0

 

Энергетическая диаграмма для

 

обратимой химической реакции

 

 

АВ + С.

 

А + ВС

 

Механизмы диффузии атомов в твердом теле

Диффузия в твердом теле - физический процесс перемещения атомов растворенного вещества в кристаллической решетке твердого растворителя.

Диффундирующие атомы

 

примесные

 

 

собственные атомы решетки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

гетеродиффузия

 

 

самодиффузия

 

 

 

 

 

 

 

 

Количественная характеристика процесса - коэффициент диффузии D

J

i

= −D

grad c

i

 

i

 

процесс диффузии - случайные перемещения атомов в объеме твердого тела (последовательные скачки из одного потенциального минимума в другой, которые разделены потенциальным барьером, называемым

энергией активации процесса диффузии).

5.2 Механизмы диффузии атомов в твердом теле

Основные механизмы перемещения атомов по кристаллу

прямой обмен атомов местами — а

кольцевой обмен — б

перемещение по междоузлиям — в

эстафетная диффузия — г

перемещение по вакансиям — д

диссоциативное перемещение — е

миграция по протяженным дефектам (дислокациям, дефектам упаковки, границам зерен).

Механизмы диффузии атомов в твердом теле

E

узлы решетки

Обменный механизм реализуется при взаимном обмене местами двух атомов, расположенных в соседних узлах кристаллической решетки

Кольцевой механизм реализуется при согласованном обмене местами группы атомов, расположенных по кольцу.

Эти механизмы характерны для процесса самодиффузии.

Помощь Обратная связь Вопросы и предложения Пользовательское соглашение Политика конфиденциальности