Формирование электродного осадка в гальваностатических условиях

В. А. Исаев, О. В. Гришенкова, М. В. Лаптев, А. В. Исаков, Ю. П. Зайков

АННОТАЦИЯ

Рассмотрены закономерности формирования сплошного слоя осадка при заданном постоянном токе. Проанализированы уравнения для расчета временных зависимостей перенапряжения при мгновенной нуклеации с кинетическим или диффузионным контролем роста новой фазы. Полученные теоретические зависимости сопоставлены с экспериментальными для электроосаждения кремния из фторидно-хлоридного расплава.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

электрокристаллизация, гальваностатический метод, нуклеация, рост, сплошной слой, расплав.

Потенциостатические транзиенты тока при диффузионном контроле роста новой фазы

В. А. Исаев, О. В. Гришенкова, Ю. П. Зайков

АННОТАЦИЯ

Рассмотрена проблема математического описания образования слоя электродного осадка по механизму нуклеация–рост–перекрытие трехмерных кластеров новой фазы и их диффузионных зон. Проанализированы характеристики потенциостатических транзиентов тока. Получены выражения для расчета параметров нуклеации и коэффициента диффузии осаждаемых ионов.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

электрокристаллизация, хроноамперометрия, нуклеация, рост, перекрытие, диффузия.

Термодинамическое моделирование расплавов полупроводниковых систем AIII–BV

Н. И. Ильиных, И. А. Малкова

АННОТАЦИЯ

В настоящей работе с использованием методики термодинамического моделирования и программного комплекса TERRA проведено исследование равновесного состава и термодинамических характеристик бинарных расплавов Ga–Sb, Al–Sb, In⎯Sb в широком интервале температур и составов. Проведено исследование температурных зависимостей парциальных давлений компонентов газовой фазы, образующейся над расплавами системы АIIIBV, где AIII – Ga, In, Al; BV – Sb. Построены концентрационные зависимости содержания активностей компонентов, парциальных и интегральных характеристик смешения расплавов. Показано, что для всех исследованных расплавов наблюдаются большие отрицательные отклонения от закона Рауля. Этот факт обусловлен наличием ассоциатов и свидетельствует о сильном взаимодействии между компонентами расплава. Построены температурные зависимости логарифмов парциальных давлений компонентов газовой фазы. Показано, что для компонентов газовой фазы, образующейся над расплавами Ga–Sb, Al–Sb, In–Sb, эти зависимости являются линейными.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

полупроводниковые материалы, галлий, сурьма, алюминий, индий, термодинамическое моделирование, расплав, газовая фаза, свойства.

Two approaches to the construction of fractals of five-pointed stars

A. A. Polyakov

АННОТАЦИЯ

As it have been shown earlier, fractals of five-pointed stars allow to repeat the structure of the Penrose tiling, which is the initial model for the crystal lattice of decagonal quasicrystals. Deflationary and inflationary approaches to the construction the fractals of five-pointed stars are offered. In the deflationary approach, at each stage, the regular five-pointed stars of the same orientation and size are placed so, that their centers coincide with the vertices of the polygons of the previous step. The previous prefractal is deleted. In the inflationary approach, the prefractal of the previous step is replicated and placed so, that its centers are coincided with the vertices of increasing regular five-pointed star. The deflationary approach leads to the fragmentation of the structure, the inflationary approach allows joining the stars into increasing clusters. It is shown, how deflationary and inflationary approaches are related. The absolute and relative descriptions of the fractals of five-pointed stars are also considered. In the absolute description, the absolute size and orientation of the building elements are recorded. In the relative description, there are used the changes of these characteristics at each stage of the fractal construction.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

fractals, Penrose tiling, quasiperiodic lattice, quasicrystals.

Influence of the correction to the Wills–Harrison approach on the thermodynamics of liquid Co–Ni alloy

N. E. Dubinin

АННОТАЦИЯ

The Helmholtz free energy of mixing for the liquid equiatomic Co–Ni alloy is calculated near its melting temperature in the framework of the modified Wills–Harrison model (Dubinin N.E, J. Phys.: Conf. Series, 2012, 338, 012004) at different values of the probability that not only diagonal couplings between d states of neighboring atoms are possible in transition-metal. It is found that an account of non-diagonal d–d couplings leads to an improvement of theoretical results for thermodynamic properties of liquid transition-metal binary alloys.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

Wills–Harrison approach, d–d coupling, variational method, liquid transition metal alloy, Helmholtz free energy of mixing.

Анализ отклонений химического равновесия от идеальности в ассоциирующихся жидкостях с взаимодействием в виде прямоугольной ямы

А. Г. Давыдов, Н. К. Ткачев

АННОТАЦИЯ

Рассматриваются химические равновесия в неидеальных системах, а именно в ассоциирующихся жидкостях, в которых парные взаимодействия между мономерами и димерами описываются потенциалом прямоугольной ямы с различающимися глубиной и шириной. Ассоциация ограничена стадией димеризации, при которой молекула рассматривается как сфера составного диаметра, описанная вокруг перекрывающихся твердых сфер малого радиуса, которые соответствуют мономерам. Показано, что притягивательная часть межмолекулярного взаимодействия может проявляться в виде знакопеременных отклонений химического равновесия от идеальности. Иллюстрируется различное влияние сил притяжения и отталкивания, действующее между мономерами и димерами, на положение ассоциативного равновесия в различных температурных интервалах. Усиление притяжения между мономерами и (или) ослабление между ассоциатами способствует смещению равновесия в сторону диссоциации. Проанализированы эффекты изменения плотности при варьировании ширины и глубины прямоугольных ям в ассоциирующейся смеси. Наиболее сильно увеличение коэффициента упаковки проявляется с ростом ширины прямоугольной ямы, описывающей притяжение между димерами для случаев малых длин связи.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

ассоциация, химическое равновесие, межмолекулярное притяжение, исключенный объем, димеры, твердые сферы, парные потенциалы, прямоугольная яма, термодинамика жидкой фазы.

DOI: 10.7868/S0235010618030143

Анализ кинетики зародышеобразования и массовой кристаллизации переохлажденного расплава в соответствии с термограммами плавкости

В. Д. Александров, А. П. Зозуля, А. Ю. Соболев

АННОТАЦИЯ

На основании информации, получаемой при расшифровке термограмм нагревания и охлаждения простых веществ, получила свое дальнейшее развитие кластерно-коагуляционная модель кристаллизации переохлажденных расплавов. Подробно описаны три последовательных этапа затвердевания: зародышеобразование, коагуляция зародышей и изотермическая докристаллизация. Предложены уравнения для расчета различных кинетических и термодинамических параметров кристаллизации (температура и энтальпия плавления и кристаллизации, инкубационный период зарождения новой фазы, степень предкристаллизационного переохлаждения, время и скорость взрывной кристаллизации, время и скорости фазовых превращений и пр.). С использованием найденных по термограммам характеристик процесса кристаллизации рассчитаны критические размеры зародышей кристаллов и работы их образования, степени кристалличности, константы зародышеобразования и параметры Аврами, энергии коагуляции зародышей, константы изотермической докристаллизации и др.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

кристаллизация, плавление, зародышеобразование, термический анализ, термограмма, переохлаждение, олово.

DOI: 10.7868/S023501061803012X

Эволюция фазообразования при алюминотермическом восстановлении титана и циркония из оксидов

Л. Б. Ведмидь, С. А. Красиков, Е. М. Жилина, Е. В. Никитина,

И. В. Евдокимова, А. Г. Меркушев

АННОТАЦИЯ

Теоретическое и экспериментальное моделирование процессов алюминотермического восстановления титана и циркония из их диоксидов позволило установить последовательность образования интерметаллических соединений в системах Al–ZrO2 и Al–TiO2. Отмечено, что восстановление протекает через стадию образования монооксидов этих металлов.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

фазообразование, алюминотермическое восстановление, интерметаллические соединения.

DOI: 10.7868/S023501061803009X

К вопросу об устойчивом росте анизотропного дендрита при конвективном теплопереносе в жидкой фазе у поверхности дендрита

Л. В. Торопова, Д. В. Александров, П. К. Галенко

АННОТАЦИЯ

Проведено теоретическое исследование квазистационарного процесса устойчивого роста анизотропного дендрита в условиях конвективного теплопереноса в расплаве. На основе теории морфологической устойчивости и теории микроскопической разрешимости выведено отборное соотношение для устойчивой скорости роста дендрита и диаметра его вершины. Выполнен анализ полученного отборного соотношения. Найдены решения, описывающие температурное распределение в жидкости перед растущей параболической пластиной (двухмерная форма иглообразного дендрита) и параболоидом вращения (трёхмерная форма иглообразного дендрита).

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: фазовые переходы, дендритный рост, конвекция, теплоперенос.

DOI: 10.7868/S0235010618030088

Исследование роста дендритного кристалла в форме эллиптического параболоида методом граничных интегральных уравнений

Е. А. Титова, Д. В. Александров, П. К. Галенко

АННОТАЦИЯ

Проанализирован свободный рост дендритного кристалла в форме эллиптического параболоида из расплава. Показано, что в случае отсутствия анизотропии и эффекта Гиббса-Томсона решение совпадает с ранее известным решением Хорвея-Кана. Получен критерий устойчивого роста для дендрита в форме эллиптического параболоида.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

дендритный рост, кристаллизация.

DOI: 10.7868/S0235010618030076