ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Примеры ориентированного нарастания окислов на металлах из "Ориентированная кристаллизация" В ряде других исследований качество изучаемой металлической поверхности контролировалось недостаточно тщательно, а условия окисления значительно отличались. Эти обстоятельства вызывают затруднения при сравнении результатов. Данные работ [37, 39, 41, 43, 49, 51], не подтвержденные последующими экспериментами, ниже рассматриваться не будут. [c.175] При окислении меди образуется закись ( usO), имеющая кубическую структуру, в которой ионы меди образуют решетку К12 (а = 4,26 А). [c.175] В ранних работах по изучению окисления некоторых граней монокристаллов меди [37, 38, 40] было обнаружено, что в тонких слоях кристаллы СигО и Си имеют строгую взаимную ориенти-. ровку. Хотя в этих исследованиях качество металлической поверхности, по-видимому, было недостаточно высоким, ориентировки кристаллов закиси, образующейся на плоскостях (011), (012) и (111) [37], (001), (011), (111) [38,40], согласуются с результатами последующих экспериментов (табл. 40). [c.175] Удобными объектами для изучения процессов образования ориентированных слоев окислов и скоростей окисления различных граней являются монокристаллы сферической формы. Для выявления определенных кристаллографических плоскостей на сферических образцах делаются срезы. [c.175] Окисление проводилось в атмосфере сухого кислорода при различных условиях [55] и в водном растворе USO4 [56]. Изучалось окисление кристаллографических плоскостей (001), (011), (111), (012), (113), а в первой работе, кроме того,— плоскостей (112), (122), (133). [c.175] Сферические монокристаллы с плоскими срезами. Электрополировка, отжиг в водороде при 500° С. [c.176] Монокристалл, гладкая поверхность. Электрополировка. Отжиг 48 час. при 850° С в водороде, затем 8 час. в вакууме 10 мн рт. ст. [c.178] Согласно новым исследованиям [4], ориентации закиси на различных гранях монокристалла меди делятся на 4 группы. Они показаны на стереографической проекции (рис. 52). [c.182] Существенным отличием между окислением меди в кислороде и в водном растворе USO4 является ориентировка плоскости с большими индексами U2O, повернутой на угол 2—4° относительно грани (111) ugO (001) Си. Такая ориентировка никогда не сосуществует с обычной [(111) СигО Ц (001) Си]. Причем угол наклона для всех четырех эквивалентных ориентировок всегда постоянен и изменяется от опыта к опыту в интервале 2—4°. Экспериментальные условия появления нормальной и аномальной ориентаций приблизительно одинаковы, так что даже при окислении одного и того же кристалла при одинаковых контролируемых условиях возможно образование окисла с любой из двух ориентаций. Удовлетворительного объяснения аномальной ориентации еще не найдено. [c.183] Никель. Эпитаксия окиси N 0 на никеле изучена менее подробно, чем окиси меди [4, 61—64]. Наиболее достоверные результаты представлены в табл. 40. В имеющихся работах окисление никеля проводилось в воздухе или кислороде при атмосферном давлении и температуре 400—500° С при этих условиях наблюдалась значительная дезориентация окиси. В работе [61] подчеркивается, что ориентировки воспроизводятся лишь после тщательной дегазации поверхности металла при высокой температуре (до 1450° С), при которой происходит испарение никеля. Низкотемпературный отжиг (800° С) недостаточен для полного удаления с поверхности водорода, присутствие которого значительно уменьшает скорость окисления. По мнению авторов, адсорбированный водород дезактивирует выходящие на поверхность дислокации, являющиеся наиболее благоприятными местами для образования зародышей окислов. Следует отметить, что независимо от скорости окисления тип ориентации окисла не изменяется. [c.184] На плоскостях (001) и (111) N1 ориентации кристаллов окиси подобны ориентациям Сц О/Си. Как н прп окислении меди, параллельная ориентация N 0 на плоскости (001) N1 не является основной преобладают четыре эквивалентные орие 1-тировки типа (111) [4, 60, 61]. [c.184] Однако на менее совершенной поверхности грани (001) параллельная ориентация окиси преобладает [63]. В работе [62] параллельный рост кристаллов N10 наблюдался при нагреве до 450° С, а ориентация (111)—при окислении ннже 300° С. [c.184] Серебро, палладий, -кобальт, Орпептиропаппое нарастание окислов на других металлах с решеткой К12 исследовано недостаточно. Имеются данные для серебра [65], палладия [66],. алюминия [66а] и р-Со [62, 64]. При окислении серебра на главных плоскостях монокристалла наблюдались такие же ориентации окисла (Ag20), как и СигО на Си. Условия окисления приведены в табл. 40. [c.185] При окислении грани (001) Pd наблюдались две ориентировки окисла (табл. 40). Первая имела место на монокристал-лической пленке Pd, конденсированной на плоскости скола Na i, вторая — на палладиевом листе. Поскольку ориентировки PdO на Pd существенно отличаются от наблюдаемых при окислении других металлов с решеткой К12 и так как состояние поверхности Pd не исследовалось, эти данные требуют проверки. [c.185] Окисление высокотемпературной фазы кобальта изучалось на тонких пленках ( o/Na l). Качество поверхности металл не изучалось, условия окисления не указаны. При высокой температуре на грани (100) р-Со образуется окисная пленка с параллельной ориентацией, а при комнатной — с ориентацией (111). Высокотемпературное окисление сопровождается возникновением большого количества неориентированных кристаллов окисла. Параллельная ориентация наблюдалась при окислении грани (111) р-Со [64]. [c.185] Железо и барий. Ориентированная кристаллизация окислов на металлах, имеющих решетку К8, исследована лишь для-железа [9, 19, 20, 31—33, 37, 62, 67—92] и бария [72]. Эпитаксия окиси на железе многократно наблюдалась с помощью оптического микроскопа [9, 19, 71, 84—86]. [c.185] Исследование процесса окисления железа несколько усложнено из-за существования нескольких типов оксидных фаз вюстита (РеО), магнетита (Рез04) и гематита (РегОз). Два последних окисла устойчивы при температурах от комнатной до точки плавления железа, однако гематит выше 1100° С частично диссоциирует. Вюстит стабилен при температурах, выше 570° С, а при более низких распадается на Ре и Рез04. Решетки окислов железа существенно отличаются друг от друга. РеО имеет структуру типа Na l, РезОд — типа шпинели, а РсгОз — типа корунда. [c.185] Вернуться к основной статье