Физико-химические основы РЭС. Методическое пособие - 13 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Приборы и принадлежности: микротвердомер ПМТ-3, окуляр-микрометр, образцы монокристаллов с
участками, облученными различными дозами.
Методические указания
Точечные дефекты в кристалле образуются в процессе роста, пластической деформации или термо-
обработки. Равновесная концентрация вакансий в кристалле растет с повышением температуры по экс-
поненциальному закону. Подвергая кристалл закалке, можно создать избыточную концентрацию вакан-
сий в кристалле, из-за чего резко изменить свойства материала.
Особое место в физике твердого тела занимают дефекты, возникающие в кристалле под действием
ионизирующего облучения или частиц высоких энергий – радиационные дефекты. Действие радиации
на кристалл создает повышенную неравновесную концентрацию точечных дефектов, а также многие
другие явления, из которых можно перечислить основные:
– смещение электронов и ионизация атомов, а также частиц из их положения равновесия;
– образование продуктов ядерных реакций, а также тепловых клиньев и клиньев смещения.
Все эти нарушения структуры, возникающие в результате облучения, вызывают увеличение твердо-
сти, скалывающего напряжения, упругих коэффициентов, прочности (радиационное упрочнение), ок-
рашивание кристалла, изменение коэффициента диффузии и другие свойства.
Электропроводность в полупроводниковых кристаллах под влиянием облучения может измениться
на несколько порядков из-за изменения концентрации и подвижности носителей тока. Первоначальные
свойства кристалла из-за радиационных изменений можно восстановить в результате отжига при повы-
шенной температуре, который приводит к рекомбинации вакансий и внедренных атомов.
Порядок выполнения работы
1 Освоить методику работы на микротвердомере ПМТ-3, воспользовавшись инструкцией.
Твердость – это способность материала сопротивляться внедрению в него постороннего тела. При
вдавливании алмазной пирамидки в кристалле происходит сдвиг (пластическая деформация) и образу-
ется отпечаток. Мерой твердости в этом методе является площадь поверхности отпечатка. Чем легче в
материале движутся дислокации, тем выше его пластичность, тем меньше твердость.
Микротвердость вычисляют по формуле
22
отп
54,18
2
sin2
a
Pa
a
P
F
P
H ===
µ
МН/м
2
, (5.1)
где Р – нагрузка на индентор, Н; α = 136° – угол при вершине алмазной пирамидки; а – размер диаго-
нали отпечатка, усредненный по горизонтальной и вертикальной диагоналям (значение H
µ
можно опре-
делить и по таблице из инструкции к ПМТ-3).
2 Получить у преподавателя и измерить микротвердость кристаллов LiF, облученных потоком элек-
тронов или рентгеновскими лучами с различным временем воздействия τ (интенсивность излучения считать
постоянной).
На каждом облученном кристалле следует произвести три замера и вычислить среднее значение
микротвердости и дисперсию
x
S (р = 95 %).
3 Полученные результаты записать в табл. 5.1 и построить график
)(τ=
µ
fH
.
5.1 Результаты измерения твердости
Диагональ отпечатка,
мкм
Н
µ
, МН/м
2
τ, ч
a
1
a
2
a
3
X
1
X
2
X
3
X S
X
Содержание отчета
1 Название и цель работы.

Страницы