химический каталог




Синтез минералов. Том 1

Автор B.Е.Хаджи, Л.И.Цинобер, Л.М.Штеренлихт и др.

к в радиоэлектронике, так и в оптическом приборостроении и в качестве сырья для ювелирной промышленности. 130

Электрические свойства кристаллов искусственного кварца

Наряду с такими микроскопическими методами исследования реальной структуры, как ЭПР, оптическая спектроскопия, комбинационное рассеяние и т. д., необходимо привлекать те или иные методы диэлектрической спектроскопии, изучающей макроскопические характеристики кристаллов: электропроводность и комплексную диэлектрическую проницаемость до 1010 Гц. Особую значимость эти методы приобретают в тех случаях, когда точечные дефекты реального кристалла непарамагнитны, оптически неактивны, но электрически активны в невозбужденном состоянии.

Эта ситуация реализуется в кристаллах кварца, получаемых в щелочных средах, поскольку для этих кристаллов преобладающим типом электрически активных точечных дефектов являются примесные щелочные ионы, входящие в структуру кварца при гетеровалентном изоморфизме.

Многочисленными исследованиями были доказаны миграция щелочных ионов в кварце в направлении приложенного постоянного электрического поля и их релаксация в переменном электрическом поле при температурах термической активации этих ионов. Понятно, что подвижность щелочных ионов при миграции существенно зависит от степени разупорядоченности кристаллической структуры, в том числе за счет коллоидно-дисперсных включений неструктурной примеси (н. п.), концентрация которой зависит от условий роста и определяет основные технические характеристики изделий из пьезокварца. Поэтому изучение процессов электропереноса в кристаллах кварца, в частности, темпе-ратурно-частотных зависимостей электрических характеристик, является одним из эффективных методов исследования этих кристаллов [6].

Электропроводность в постоянном электрическом поле

Для исследования электрических характеристик, в том числе электропроводности, было подобрано несколько серий кристаллов кварца, различающихся температурами кристаллизации ГКР. Кристаллы в пределах каждой серии выращивались при постоянной температуре кристаллизации, но с различными скоростями ЦКР. Для корректности сопоставления результатов, полученных для исследованных кристаллов, все технологические параметры кристаллизации, за исключением ГКР и иКР, сохранялись одинаковыми для всех кристаллов.

В качестве параметра сравнения была выбрана энергия активации Е, значение которой рассчитывают из температурных зависимостей электропроводности о (или удельного сопротивления р = о~1) р = р0еЕ/йт.

Такой выбор обусловлен тем, что энергия активации определяется не столько концентрацией электрически активных щелочных ионов, сколько их подвижностью, которая, как сказано

9* 13)

KPJ

кр,-выше, находится в прямой зависимости от структурного окружения этих ионов.

Основные закономерности, полученные при исследовании кристаллов кварца, выращенных в щелочной среде, иллюстрируются графическими зависимостями Е (акр), представленными на рис. 38, 39.

Для всех исследованных температур кристаллизации в интервале 314—360 °С значения энергии активации проводимости возрастают с увеличением скорости роста по линейному закону в интервале скоростей 0,05—0,38 мм/сут. При этом интенсивность возрастания Е уменьшается с увеличением температуры кристаллизации. Функция Е (икР) при 7Л,р = const линейна не только для кристаллов кварца, выращенных без добавок, но и при добавлении в кристаллизационный раствор соли Li F (пунктирная линия на рис. 38).

Поскольку увеличение скорости роста и снижение температуры кристаллизации приводят к увеличению концентрации н. п. в кристаллах, то установленные закономерности изменения энергии активации проводимости при изменении Тщ, и икр могут быть объяснены именно различиями в концентрации н. п. в исследованных кристаллах.

С увеличением концентрации н. п. в кристалле возрастает степень «блокирования» структурных каналов, параллельных оси г, которые являются путями сквозной миграции щелочных ионов, что приводит к снижению их подвижности, а следовательно, к увеличению эффективного удельного сопротивления при комнатной температуре. С повышением температуры этот эффект 132

Г

ослабевает в соответствии с известным механизмом температурно зависимых токов, ограниченных объемным зарядом, и это приводит к увеличению энергии активации, тем большему, чем больше концентрация н. п. в кристалле.

Итак, из рис. 38 видно, что для любой температуры кристаллизации установлена эмпирическая зависимость:

Е = Ец + аикр,

где а — тангенс угла наклона прямой Е (wKp); vKV — скорости роста грани (0001) кристалла кварца; Ј0=const; при этом ?о = = (92 ? 103 ± 1) Дж/моль для кристаллов кварца, полученных в растворе соды и Е„= (70- 103± 1) Дж/моль —для кристаллов из того же раствора, но с добавлением соли Li F.

Получаемые экстраполяцией прямых Е (акР) значения Еа хорошо согласуются с величинами Е природных кристаллов кварца, в которых носителями заряда являются ионы натрия (ЈNR = = 93• 103 Дж/моль) и лития (?ы = 71-103 Дж/моль).

Коэффициент а, оп

страница 60
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212

Скачать книгу "Синтез минералов. Том 1" (5.19Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
плазменные панели аренда
Фирма Ренессанс: лестничный марш цена - надежно и доступно!
стул kf
Всегда выгодно в KNSneva.ru - Dell U2417HA - метро Пушкинская, Санкт Петербург, ул. Рузовская, д.11.

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(09.12.2016)