Концентрация элементов

Если пи (К) — концентрация ионов в междоузлиях в точке h, а пэ (К) — концентрация электронов в той же точке, то по закону действующих масс должно быть пи (Л) X пэ (h) = const для любой точки h.

При добавлении небольших количеств иона Li+ к ZnO, который является полупроводником л-типа, концентрация электронов снижается в соответствии с требованием сохранения электронейтральности, а концентрация промежуточных ионов цинка возрастает в соответствии с законом действия масс — см. уравнение (3). Это облегчает диффузию межузельных ионов Zn2+. Следовательно, L+ повышает скорость окисления цинка, т. е. влияние Li+ здесь противоположно его влиянию при добавлении в NiO. Ионы А13+ по тем же причинам снижают скорость окисления цинка, что подтверждается следуюшими данными [28] (t — 390 °С, ро, = = 0,1 МПа):

«дном» зоны проводимости. Величину AW,, наз. энергией активации собственной проводимости, т-, и. для появления проводимости у такого кристалла необходимо, чтобы часть электронов была переведена из валентной зоны в зону проводимости, напр, за счёт теплового возбуждения или фотоэффекта (см. Фотоэффект внутренний). Условно считают, что при AW0>2 эВ кристалл является диэлектриком, а при AW0< 2 эВ — ПП. По мере увеличения температуры ПП концентрация электронов в зоне проводимости и дырок в валентной зоне быстро возрастает и соответственно быстро возрастает проводимость ПП [пропорционально ехр (—&Wa/2kT), где ft — Болъцмапа постоянная, Т — абсолютная температура]. Т. о., собств. проводимость ПП осуществляется как электронами в зоне проводимости, так и дырками в валентной зоне.

Если значение Ае' очень мало, то концентрация электронов, заброшенных с при-viecHbix уровней в сво!эодную зону, остает-:я постоянной в широком интервале температур (примеси полностью «ионизированы»).

В этих условиях полупроводник ведет себя, как металл: его электропроводность вследствие тепловых колебаний решетки уменьшается с ростом температуры. Так будет продолжаться до тех пор, пока температура не достигнет уровня, при котором концентрация электронов, заброшенных из валентной зоны, не станет больше концентрации примесных электронов. При дальнейшем повышении температуры полупроводник становится собственным.

Под действием ионизирующего излучения концентрация дырок и концентрация электронов увеличиваются. Это в свою очередь увеличивает

где п — концентрация электронов.

Собственные полупроводники. В собственных полупроводниках концентрация электронов в зоне проводимости nt равна концентрации дырок в валентной зоне pt, так как каждый электрон, переходящий в зону проводимости, «оставляет» в валентной зоне после •своего ухода дырку. Приравнивая правые части соотношений (6.5) :и (6.8), находим

Концентрация электронов в зоне проводимости определяется формулой (6.5); концентрация ионизированных доноров Na — пя равна произведению концентрации доноров Nn на вероятность

Область истощения примеси. По мере повышения температуры концентрация электронов на примесных уровнях уменьшается — примесные уровни истощаются. При полном истощении этих уровней концентрация электронов в зоне проводимости будет равна концентрации примеси, если концентрацией собственных носителей можно по-прежнему пренебречь: . •

Выше температуры истощения примеси уровень Ферми понижается согласно (6.17) приблизительно линейно с ростом температуры (область 2 на рис. 6.4, б), а концентрация электронов в зоне проводимости сохраняется практически неизменной и равной Ыя (область 2 на рис. 6.4, в).

Неоднородность по химическом^' составу называется ликвацией. Ликвация может быть зональная (различная концентрация элементов по зонам сечения слитка), гравитационная (образуется в результате разницы в удельных весах твердой и жидкой фазы, а также при кристаллизации несмешивающихся жидких фаз), дендритная (более тугоплавкие и чистые элементы образуют оси 1 порядка, менее тугоплавкие - 2 и 3 порядка, а самые легкоплавкие и содержащие примеси - заполняют межосное пространство).

Убедительно подтвердил роль сегрегации в деформации поликристаллов Коттрелл [53]. Значения Ку для железа (суммарное содержание С и N 0,001 %) были определены [53] в интервале температур в образцах, термически обработанных по разным режимам (рис. 2.13), которые заключались в закалке образцов и последующем старении с различными выдержками при 140 °С. Величина /Су остается постоянной для всех режимов (см. рис. 2.13), кроме случаев одной только закалки и закалки с кратковременным старением, при которых чисто кинетические причины могли препятствовать образованию сегрегации. Однако с понижением температуры /Су образцов с такими режимами термообработки быстро возрастает, достигая постоянного предельного значения, равного приблизительно 22 МПа • мм1/*. Этот результат дает основание считать, что существует предельно возможная концентрация элементов внедрения в сегрегации, близкая, по-видимому, к максимальной растворимости в твердом растворе, а профиль распределения, по аналогии с распределением их в окрестности частиц [95], зависит от температуры и может изменяться в зависимости от условий испытания.

Введение в структуру сплавов дисперсных частиц фаз внедрения для получения дисперсного упрочнения вызывает повышение предела текучести как за счет сопротивления движению дислокаций со стороны частиц (оач), так и тех микромеханизмов, эффективность которых зависит от концентрации элементов внедрения в твердом растворе (стлэ, (С, N, О), (Тпэ, сгса). Это обусловлено тем, что в дисперсноупрочненных сплавах при рабочих температурах (0,5—0,7Гпл) концентрация элементов внедрения в твердом растворе, находящемся в равновесии со второй фазой, может существенно превосходить их концентрацию в исходном материале. Таким образом, в выражение предела текучести дисперсноупрочненного сплава могут входить следующие слагаемые:

меняет характера микроструктуры, но вызывает перераспределение хрома между карбидами и ферритом, благодаря чему резко уменьшается концентрация элементов, растворенных в феррите. Это приводит к понижению твердости нормализованной стали и резкому ухудшению ее закаливаемости [5].

Коли- Концентрация элементов в %

где k — концентрация элементов износа в масле, кг/кг; интенсивности: g — поступления примесей в масло, кг/ч; дя — долива масла, кг/ч; qa — приведенная интенсивность циркуляции масла в магистрали с учетом характеристик фильтрующих элементов, кг/ч; ду — угара и уноса масла, кг/ч; дт — разбавления масла топливом, кг/ч; дв — разбавления масла водой, кг/ч; 00 — исходное количество масла в системе, кг; t — время работы, ч.

Непосредственное определение количества топлива и воды в масле обычными химическими методами является сложным и трудоемким процессом. Кроме того, ввиду значительных потерь времени на химический анализ невозможно применение метода при ускоренных испытаниях. Поэтому был использован сверхвысокочастотный метод [4,], основанный на измерении отраженной мощности в резонаторе. Измерение параметров концентрации железа в масле, мощности и частоты вращения коленчатого вала производилось экспрессными средствами. Контроль качества показаний электронного анализатора определения железа в масле выполнялся методами спектрофотометрического и полярографического анализов масла. При этом дополнительно определялась концентрация элементов меди, свинца и сурьмы в масле.

Испытания автоматизированной системы с измерительными средствами проводились при оценке технического состояния дизеля после ремонта. Техническое состояние оценивалось по содержанию элементов износа в масле, мощности, количеству топлива я воды в масле. Концентрация таких элементов износа, как медь, свинец и сурьма, стабилизировалась после 10 ч работы. Основной параметр работы — количество железа в масле, концентрация которого превышала содержание других элементов в 1,5—3 раза. На рисунке приводится зависимость изменения концентрации железа в масле К (t) от времени работы ДВС. Концентрация железа в масле стабилизируется после 30 ч работы. Концентрация элементов износа определялась с учетом интенсивпостеи поступления топлива и воды в масло. При этом производилась экспериментальная оценка точности регистрации элементов износа. Исследовались ошибки определения концентрации элементов износа при различном количестве топлива и воды в масле. Зависимость П (t) определяет характер изменения ошибки от времени работы. Следовательно, при построении зависимости износа ДВС необходимо учитывать интенсивность поступления топлива и воды в масло.

Слой вторичной закалки на шлифуемой поверхности изделия возникает под действием высокотемпературного нагрева и последующего охлаждения. Следовательно, его появление, содержание в нем у-фазы определяются температурой нагрева и составном образующегося при этом аустенита. Из всех элементов, содержащихся в стали, наибольшее влияние на количество у-фазы во вторично закаленном слое должен оказывать углерод, как элемент, наиболее значительно снижающий температуры Мя и Мк, на втором месте - стоит хром. Влияние вольфрама и ванадия менее значительно. Концентрация элементов в аустените зависит от строения и химического состава отпущенного мартенсита в шлифуемом инструменте* Первичные карбиды, ив том числе карбиды ванадия, не могут при этом участвовать в превращениях.

1»-0 = --^------весовая концентрация элементов насадки в запыленном потоке, кг/кг. Формулы (6-14г) и (6-14д) справедливы для значений

а„, д, 1СТ = }(С0), где Св = ^^^--100—объемная концентрация элементов насадки в запыленном потоке, т. е. отношение объема неподвижной насадки высотой /га к объему реактора высотой Н. Как видно из этих графиков, во всех опытах с увеличением скорости газа од тепловые потоки <7 неизменно возрастали.