Способ определения коэффициентаОб'ЕМНОй диффузии пРиМЕСи Советский патент 1981 года по МПК G01N13/00 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ОБЪЕМНОЙ ДИФФУЗИИ ПРИМЕСИ T - постоянная величина, лежащая в пределах На фиг, 1 изображены изотермы коэффициента термо-ЭДС от времени при Т const образцов составов: 1 - 100% NiO, Т 1075К 2 - 100% N10, Т 1025К 1-99% .NiO + 1% РезОз, Т 1075К 2-99% NiO + 1% , Т 1025К; на фиг. 2 - зависимость f-n 7. от t для образцов: 1-99% + 1% NiO, Т 1075К 2-99% + 1% NiO, Т 1025К. П р и м е р. Определяется .коэффициент диффузии на прессованных образ цах из закиси никеля марки 4ДА с примесью 1 мол.% окиси железа марки ОСЧ. По данным электронной микроскопии, средний размер зерен NiO 3,5мкм РвдОз - 0;1 мкм. Порошок NiО стабилизируется (отжигается) при температуре исследования Т, так что образцы, изготовленные из 100% NiO, имеют постоянную во времени термо-ЭДС при Т const. Смесь порошков (NiO и PejOj) тщательно перемешивается и из нее прессуются образцы размером 20x4x4 мм под давлением 10 н/м . В качестве связки используется небо шое количество (3-5 вес.%) дистиллированной воды. Просушенный образе помещается в трубчатый кварцевый де жатель, расположенный в стабилизиро ванной по температуре Т печи с небольшим температурным градиентом (0,5-1 ) и зажимается с двух мм сторон -спаями платинородиево-платиновых термопар.. Зависимость ОС о (t измеряется после установления тепл вого равновесия, которое наступает через 8-10 м. Измерения производят ся в воздушной атмосфере, микропечь питается стабилизированным напряжением, термо-ЭДС измеряется компенса ционным методом относительно платиновых ветвей термопар. Измерения пр водятся для двух температур 1025К и 1075К. На фиг. 1 изображены изотермы за меров о(. (t) ; на фиг. 2 - кривые, пе ресчитанные к координатам frtZ- -t. По тангенсу угла наклона находят ко . эффициент диффузии D железа Fe в NiO, который сравнивается с теорети ческим значением О,- ( ехр (-лЕ/R ( DQ и АЕ - справочные данные) .

1025 1,78-10 7,35-1(Г 7,2-10 1075 4,6..10 Ь9,10 1,8-10

Источники информации, принятые во внимание при экспертиза 1. Болтакс Б. И. Диффузия в полупроводниках. М., Госиздат физ-мат. литературы, 1961, с.166-208.

2. Болтакс Б. И. Диффузия в полупроводниках. М., Госиздат фиэ-мат. литературы, 1961, с.201-202. Как видно из таблицы, наблюдается удовлетворительное согласие найденного предлагаемым способом коэффициента диффузии с Df, определенным на монокристаллах NiO радиоактивным способом. Предложенный способ дает возможность определить коэффициент диффузии элементов в порошкообразные окислы, что необходимо при разработке технологии изготовления ферритов. радиокерамики, в порошковой ме аллургии. Формула изобретения Способ определения коэффициента объемной диффузии примеси, основанный на измерении электрических характеристик материала, отличающ и и с я feM, что,-.с целью обеспечёния определения коэффициента в порошке с малой дисперсией размеров зерен, порошок выдерживают при температуре проведения диффузии до стабилизации коэффициента термо-ЭДС, перемешивают с порошком примеси, взятом в количестве, соответствующем пределу растворимости, смесь прессуют, снимают зависимость от времени коэффициента термо-ЭДС при температуре диффузии и определяют коэффициент диффузии по формуле: TiTi tg/. где 30 - размер зерен полупроводникового порошка; fb - угол наклона линеаризованной части графика (t); . eXP{t|KH-oCo,l -exP|tf;oC-oCo,J где е - заряд электрона; k - постоянная Больцмана; ОС - текущее значение коэффи циента термо-ЭДС; коэффициент термо-ЭДС, со.ответствующий выходу кривой °if(t) на насыщение; коэффициент термо-ЭДС, выбранный на участке кривой 0 (t) , близком к насыщению;У- постоянная величина, лех ащая в пределах 4- у , 1.

MKt

град чао

300

too гоо

t,HUH tput.i

-г

по гоо t, HUH

..Z