ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Эпитаксическое травление и декорирование поверхности при металлографических исследованиях структуры из "Ориентированная кристаллизация" Этп явления используются для изучения структуры поверхности моно- и поликристаллов. [c.368] Несмотря на довольно редкое использование метода эпитаксического травления , что частично объясняется отсутствием систематического его описания, полученные результаты представляют значительный интерес. Простым примером выявления структуры с помощью ориентированной кристаллизации является декорирование металлических поверхностей зародышами соли. [c.368] Джонсон [27] заметил, что плотность эпитаксических зародышей зависит от ориентации кристаллов и изменяется от зерна к зерну. Если поместить каплю раствора Na I на поверхность поликристалла серебра, то после испарения растворителя кристаллы Na l четко воспроизводят поверхностную структуру. [c.368] Одним из возможных применений эпитаксического травления является изучение структуры высокотемпературных фаз f28]. [c.368] Метод выявления структуры металлов при нагреве был предложен Осмондом и Карте [29] и Байковым [30]. Для изучения аустенита Байков нагревал образцы железоуглеродистых сплавов в атмосфере воздуха выше температуры фазового перехода, а затем вводил в сосуд с образцом определенное количество хлористого водорода для выявления структуры. После такой обработки образец охлаждался до комнатной температуры и изучался под микроскопом. Полученные микрофотографии свидетельствовали о возможности выявления границ зерен металла при высоких температурах. [c.369] Метод эпитаксического травления можно использовать и для исследования веществ с высокой химической активностью, например урана i[34—36]. [c.370] Не менее важным приложением эпитаксии является декорирующее действие зародышей при изучении поверхности монокристаллов. Длительное изучение поверхностной структуры необходимо для исследования поверхностных химических реакций, влияния структуры поверхности на механическую прочность, механизма испарения и роста кристаллов. Известно, что энергия связи поверхностных атомов зависит от тонкой структуры атомного масштаба. Атомы более легко испаряются из изломов, краев ступенек и углов. Различие энергетических состояний атомов обусловливает разную химическую активность у нерегулярностей и на совершенной поверхности при реакциях жидкостей и газов на твердых телах. [c.370] Структура поверхности Na l при получении скола в вакууме [41]. [c.373] Интересная иллюстрация поверхностной миграции атомов получена в работе [42]. Изучая ориентированный рост меди на монокристальной пленке серебра, авторы наблюдали, что около дефектов имеется район, свободный от зародышей (рис. 120). Ширина этого района, соответствующая пути миграции осажденных атомов при данной температуре конденсации (270° С), оказалсь равной 10 р. [c.374] При нагреве кристалла выше 400° С диффузия ускоряется, движение дислокаций становится интенсивным, что приводит к образованию поверхностной сетки дислокаций. Отметим, что при нагреве до 550° С зародыши образуются главным образом на этой сетке. [c.374] Все рассмотренные выше результаты о декорировании поверхностной структуры относятся к плоскостям скола Na l, полученным в обычных условиях. Недавно показано 41], что в этом случае вид поверхностного рельефа определяется влажностью воздуха. Результаты этой интересной работы свидетельствуют о существенном различии вида декорирующих реплик от поверхностей, полученных раскалыванием образцов в вакууме и атмосфере. При раскалывании кристаллов в вакууме и приготовлении реплик без соприкосновения поверхностей с атмосферой между ступенями скола, различимыми в обычном микроскопе, наблюдаются многочисленные прямые ступеньки длиной около нескольких микронов, соединенные друг с другом более короткими линиями (молниеобразные фигуры) (рис. 119). Углы. между такими ступенями изменяются от опыта к опыту, всегда оставаясь близкими к некоторой величине. Высота ступенек не превышает нескольких межатомных расстояний. Аналогичные снимки получаются также, если раскалывать каменную соль в атмосфере различных сухих газов. Однако подготовка образцов для исследования на воздухе приводит к получению обычных снимков. Авторы [41] объясняют этот результат адсорбцией значительного количества водяных паров, растворяющих поверхностный слой. В процессе конденсации металла вода испаряется (поверхность, как правило, нагрета), и происходит повторная кристаллизация в поверхностном слое. Авторы считают, что растворяется лишь 1—2 атомных слоя соли, поэтому все дефекты больших размеров сохраняют свой первоначальный вид. Однако процесс обусловливает скругление углов, изменение структуры моноатомных по толщине нерегулярностей и др. Такое влияние водяного пара на поверхностную структуру легко растворимых веществ требует дальнейшего подробного изучения и, возможно, даже пересмотра первоначальных данных. [c.375] Техника декорирования поверхностной структуры может быть использована для изучения элементарных процессов пластической деформации. В этом смысле кристаллы Na I не являются удобными объектами. Согласно Пратту [43], деформация каменной соли при комнатной температуре на воздухе ограничивается слоями, расположенными под поверхностью кристалла, а на самой поверхности появляются скорее вмятины, чем четко выраженные линии скольжения. Декорация деформированного кристалла Na l, осуществленная Бассеттом [37], по существу подтвердила такой характер процесса. Декорирующие реплики от таких образцов не имели значительных отличий по сравнению с обычными поверхностями скола. [c.375] Вернуться к основной статье