Диффузия. Методы получения материалов электронной техники, страница 4

Исходные оксиды растворяются в водных растворах кислот или щелочей. Выращивание происходит путем осаждения элемента на затравку в автоклавах с антикоррозийными свойствами. Из-за разности температур в верхних и нижних зонах автоклава на затравке выделяется кристалл. Скорость роста кристалла равна нескольким миллиметрам в cутки, однако качество материала заметно лучше т.к. кристаллы растут в условиях более близких к равновесным.

Метод твердофазной рекристаллизации.

Керамическая или поликристаллическая заготовка приводится в соприкосновении с кристаллической затравкой между ними помещается монослой вещества инициирующий процесс перехода атомов из поликристалла на затравку и достраивание кристаллической решетки. Этим методом получают кристаллы высокого качества с решеткой точно ориентированной в пространстве, которые допускают механическую обработку (резку, шлифовку, полировку).

3. Аморфные материалы. Композиты

Быстрое охлаждение расплава позволяет получать вместо кристаллической аморфную структуру. Аморфное состояние может быть получено для веществ, обладающих повышенной вязкостью (вязкость – сопротивление течению) – стекол, полимеров, пластмасс и т.д.У металлов вязкость является недостаточно высокой и чтобы получить аморфное состояние путем переохлаждения необходимы очень низкие температуры.

Помимо материалов с поликристаллической, монокристаллической или аморфной структурой в электронной технике широко используются также композиционные материалы состоящие из двух разнородных компонентов, связанных в результате адгезии (силы межмолекулярного взаимодействия) или образования химического соединения (хемосорбция) между поверхностями. Основа композитов – пластическая матрица, связывающая наполнители. Она определяет форму изделия, его механические, теплофизические, радиотехнические, электрические свойства. В качестве матрицы могут применяться металлы, полимеры, керамические и углеродные материалы. Наполнителем конструкционного композита (упрочнителем) может являться проволка из высокопрочной стали, стеклянные, углеродные волокна и волокна на основе нитевидных кристаллов.

По структуре композиты можно разделить на волокнистые, слоистые а так же дисперсноармированные и дисперсноупрочнённые (с наполнителями виде тонко дисперсных частиц). Композиты могут получать пропиткой наполнителей матричным раствором, плазменным напылением, электрохимическим способом, прессованием, спеканием, введением тугоплавкого наполнителя в расплавленную матрицу. Для композитов характерна высокая прочность, жесткость, коррозийная стойкость и термическая стабильность.

Физические процессы в проводниковых материалах.

Электрические свойства

В электронной технике в качестве проводников могут быть использованы жидкости, газы и твердые тела. Твердотельными проводниками являются металлы, сплавы, некоторые модификации углерода (графит). Напомним, что к металлам относят пластичные вещества с характерным блеском с высокой электрической и тепловой проводимостью, а также небольшим количествов валентных электронов. К химическим элементам – металлам относят S элементы 1 и 2 групп таблицы химических элементов Менделеева - элементы с достаиваемой s оболочкой,  d и f  элементы , а так же p-элементы главных подгрупп III группы кроме бора, IV (Ge, Sn, Pb), V (Sb, Bi), VI (Po). Жидкими проводниками являются расплавленные металлы и различные электролиты – водные растворы солей, кислот и щелочей. Газообразные проводники - это как правило  ионизованные газы при высокой температуре и в сильных электрических полях. В случае, если электропроводность обусловлена электронами, материал является  проводником 1-го рода. Если электропроводность обусловлена движением ионов – проводником 2-го рода.

Удельное сопротивление металлов

Удельное сопротивление металлов складывается из двух составляющих ρ = ρтепл + ρост (Правило Матиссена), где ρтепл  - сопротивление, возникающее при рассеянии электронов на фононах, ρост    - рассеяние на дефектах решетки. В общем случае зависимость удельного сопротивления от температуры может соответствовать отной из линий,  представленной на рисунке