Радиационно-термическая активация диффузии кислорода в поликристаллических литий-титановых ферритах

• Автор: Лысенко, Елена Николаевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 170 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ФЕРРИТОВ
1.1 Кристаллохимия феррошпинелей
1.2 Влияние ионизирующего излучения на свойства ферритов
1.3 Действие радиационно-термического нагрева на протекание твердофазных реакций в оксидах
1.4 Радиационно-стимулированная диффузия в ионных структурах
1.5 Экспериментальные методы определения коэффициентов
диффузии кислорода в ферритах
1.6 Электрические свойства ферритов
1.6.1 Механизмы электропереноса в ферритах
1.6.2 Электропроводность поликристаллических ферритов
1.7 Постановка задачи исследования
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1 Характеристика объектов исследования
2.2 Методика радиационно-термической обработки ферритовых
образцов
2.2.1 Радиационно-термический нагрев ферритов пучком высокоэнергетических электронов
2.2.2 Ионно-плазменная обработка ферритов
2.3 Методика измерения электрической проводимости
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
ЛИТИЙ-ТИТАНОВОГО ФЕРРИТА
3.1 Температурная зависимость объемного удельного электрического сопротивления Ы-Т1 феррита

3.2 Определение типа носителей заряда и концентрации
донорных центров
3.3 Влияние различных режимов спекания и термообработки на
энергию активации электрической проводимости в Гл-Тл феррите..
Выводы
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА И ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ДИФФУЗИИ КИСЛОРОДА ПУТЕМ ПОСЛОЙНОГО АНАЛИЗА ЭНЕРГИИ АКТИВАЦИИ ОБЪЕМНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОВОДИМОСТИ В ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ФЕРРИТАХ
4.1 Идеология метода
4.2 Определение коэффициентов объемной и зернограничной диффузии кислорода методом послойного анализа энергии активации объемной электрической проводимости
4.3 Определение коэффициентов диффузии кислорода изотопным
методом с применением ядерного микроанализа
Выводы
ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЕ РАДИАЦИОННО-ТЕРМИЧЕСКОЙ
И ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ НА ДИФФУЗИОННЫЕ
ПРОЦЕССЫ КИСЛОРОДА В Ы-Т1 ФЕРРИТЕ
5.1 Исследование диффузии кислорода в условиях электронного облучения
5.2 Диффузия кислорода в ферриты при ионизации атмосферы электрическим разрядом
5.3 Влияние ионно-плазменной обработки на окислительновосстановительные процессы в ферритах
Выводы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Т - температура Р - парциальное давление
у - параметр, характеризующий отклонение от стехиометрии рп - плотность материала
р - объемное удельное электрическое сопротивление ст - объемная электрическая проводимость / — сила электрического тока и - электрическое напряжение
Еа - энергия активации электрической проводимости Щ - концентрация доноров 8 - диэлектрическая проницаемость а - коэффициент термоЭДС е - заряд электрона п - концентрация носителей заряда к - постоянная Больцмана 5 - ширина границы зерна й? - размер зерна £) - коэффициент диффузии Д, - коэффициент зернограничной диффузии - коэффициент объемной диффузии t - продолжительность диффузионного отжига РТ - радиационно-термическая обработка РСД — радиационно-стимулированная диффузия ЯМ - ядерный микроанализ

рост зерен и т.д. Поэтому знание параметров зернограничной диффузии абсолютно необходимо для количественного описания и правильного понимания механизма этих процессов, что очень важно для практического материаловедения.
Таблица 1.
Литературные данные по коэффициентам диффузии кислорода в оксидных
материалах, в том числе и в ферритах.
Материал Метод исследования Численные значения коэффициентов диффузии, см2/с. Лите- ратура
Никелевый феррит №1.хРе2+х04 (х=0.1;0.2;0.4) поликристалл Изотопный обмен 180. Ядерный микроанализ. £>=4.68Т0'и-ехр(-0.89эВ/кТ) Т=773-973 К [65]
3.44-10'18 873 К 1.16-10'17 973 К 3.12-10’17 1073 К
Г ематит поликристалл Изотопный обмен. 10‘1Ь 1173 К [1]
ЬаРеОз монокристалл Изотопный обмен 1кО. Масс-спектрометрия вторичных ионов. £>=2.97-10'4-ехр(-2.212эВ/кТ) Т=1173-1373 К [66]
9.5-10"1"5 1173 К 5.3-10‘12 1273 К
Mg0/Fe20з поликристалл Изотопный обмен |80. £>=1.2-10'/-ехр(-0.394эВ/кТ) Т=1250-1400 К £)= 1.51 -10'1 -ехр(- 0.815 эВ/кТ) Т= 1400-1740 К [71]
3.3-10'у 1273 К 2.5-10'4 1473 К
РезСЦ поликристалл Изотопный обмен 180. Масс-спектрометрия вторичных ионов. 6.9-10'15 1310К [67]
У3Ре5012 Поликристалл Монокристалл Изотопный обмен *80. Масс-спектрометрия вторичных ионов. £)=38-ехр(-3.7эВ/кТ)
1.7ТО'20 873 К 2.7-10'18 973 К 1.6-10-'6 1073 К 5-Ю'15 1173К
1) ТЮ1.9929 2) ТЮ 1.9996 Изотопный обмен 180. Термогравиметрия. 1) 6.5Т0'12 1323 К 2) 1.35-10’12 [70]
ЬаолЗголРеОз-у Электрические измерения 6.5-10'ь 1073 К [69]