Поляризационные явления и разложение азида серебра в электрическом поле

• Автор: Родзевич, Александр Павлович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 117 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЗИДА СЕРЕБРА
1.1. Кристаллическая и энергетическая структура азида серебра.
1.2. Дефектная структура азида серебра
1.3. Проводимость AgN
1.4. Инжекция носителей заряда
1.4.1. Твердотельная электронно-дырочная инжекция носителей зарядов
1.4.2. Роль контактов в инжекционных токах
1.5. Электрополевое разложение азидов тяжелых металлов (ATM)..
1.5.1. Медленное разложение
1.5.2. Взрывное разложение
1.5.3. Слабое электрическое поле
1.5.4. Поляризация диэлектриков
1.6 Управление процессом разложения. Постановка задачи
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ, МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ
2.1. Синтез и выращивание кристаллов AgN
2.2. Приготовление образцов
2.3 Волюмометрические методы анализа разложения
2.3.1 Методика Хилла
2.3.2. Методика измерения внешнего газовыделения
2.4 Методика определения промежуточного продукта
2.5. Методика исследования дислокационной структуры. Метод ямок травления
2.6. Методика измерения амбиполярной дрейфовой подвижности носителей заряда
2.7. Метод электрометрических измерений
2.8. Метод определения взрывной чувствительности
2.9. Статистическая обработка экспериментальных данных
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ
3.1. Оценка падения напряжения в кристалле азида серебра в бесконтактном электрическом поле путем измерения подвижности носителей заряда
3.2. Диэлектрическая проницаемость азида серебра в слабом постоянном электрическом поле
3.3. Электрополевое разложение кристаллов азида серебра в бесконтактном электрическом поле
3.4. Взрывная чувствительность азида серебра в бесконтактном электрическом поле
3.5. Явления переноса и взрывная чувствительность
3.6. Определение подвижности электронов и дырок
3.7. Эффективное время жизни неравновесных носителей заряда
3.8. Твердотельная электронно-дырочная плазма в азиде серебра.... 83 ГЛАВА 4. О КОЛЕБАТЕЛЬНОМ ХАРАКТЕРЕ ПОСТ-ПРОЦЕССОВ ПРИ ЭЛЕКТРОПОЛЕВОМ РАЗЛОЖЕНИИ НИТЕВИДНЫХ КРИСТАЛЛОВ АЗИДА СЕРЕБРА
4.1.0 природе колебательного характера пост-процессов
4.2. Моделирование пост-процессов
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования
Задача повышения стабильности материалов к неконтролируемым внешним воздействиям и необходимость решения вопроса увеличения срока их хранения является одной из важнейших задач современного материаловедения. Особо актуальной становится эта задача для решения вопросов стабильности энергетических материалов, к которым относится и азид серебра, объект настоящего исследования.
Особенностью азида серебра является возможность реализации в нем после воздействия как медленного, так и взрывного разложения. Внешнее воздействие инициирует в нитевидных кристаллах азида серебра процессы разложения, качественная модель которых включает, наряду с генерацией в объеме образца неравновесных электронов и дырок, перенос их в реакционные области (РО), образованные краевыми дислокациями и облаком Коттрелла (состоящего из положительно заряженных частиц), а также реализацию в РО цепной химической реакции [1].
В течение длительного времени после воздействия в кристаллах протекают процессы разложения (пост-процессы), сопровождающиеся выделением металла и молекулярного азота. Длительностью и амплитудой пост-процессов, как показали результаты исследований, можно эффективно управлять постоянным электрическим полем [2]. Вопросы управления реакционной способностью энергетических материалов актуальны и важны, как для теории (азид серебра - традиционный модельный объект исследования химических реакций в твердой фазе), так и для практики, в связи с важностью решения вопросов стабильности взрывчатых веществ.
Объекты настоящего исследования находят применение в
малогабаритных средствах инициирования, широкому применению которых
мешает лишь высокая цена серебра. Кроме того они используются при
производстве взрывчатых веществ, промышленных кумулятивных зарядов,

Длительность этой стадии определяет кинетику процесса, поскольку
значительно превышает длительность последующих стадий.
= 10чс = Ю'|3с я 10'|4с
Ус + И ---------► (Ус, N^N3 *■ (Vc.Na.Ag) ----------------------------+ /;*
локализация образование КЛС Делокалтация и
восстановление ЛС

— (Vc.N6.Ag)-
77777^ 7777777 777/77/ 7777
K6■^rй,Лg А*
Рис. 1.11. Основные этапы цепной реакции взрывного разложения азида серебра: где Ус - катионная вакансия; Ь, Ь* - термализованная и горячая дырка соответственно; КЛС - квазилокальное состояние; ЛС -локальное состояние
Вторая стадия протекает с образованием квазилокального состояния (КЛС) в результате реконструкции кластера (Ус^°) при взаимодействии с соседними ионами N3' и Ag+. Предполагается, что процесс реконструкции начинается с образования молекулярной связи между радикалом N3, локализованным на вакансии, и соседним ионом N3':
N3 + N3- -> Ы6~. (1.12)
Длительность этой стадии составляет ~ 10‘13 с, поскольку она определяется временем смещения «тяжелых» частиц с образованием КЛС. Концентрация КЛС, согласно рассматриваемой модели, пропорциональна концентрации зонных дырок.
Третья стадия - делокализация дырки. Время жизни дырок в КЛС
обычно не превышает ~ 10‘14 с. При делокализации дырки возникает горячая
зонная дырка с энергией 3-3,5 эВ. Этот процесс можно рассматривать, как
переход потенциальной энергии дырки в КЛС в кинетическую энергию