Диффузия в твердых телах. Монография

Предисловие к английскому изданию
Благодарности
Предисловие к изданию на русском языке
Глава 1. Диффузия: история изучения и
библиография
1.1. Диффузия: первопроходцы и вехи
Список литературы
1.2. Библиография по диффузии в твердом теле
Часть I. Основы диффузии
Глава 2. Континуальная теория диффузии
2.1. Законы Фика в изотропной среде
2.1.1. Первый закон Фика
2.1.2. Уравнение непрерывности
2.1.3. Второй закон Фика - "уравнение диффузии"
2.2. Уравнение диффузии в различных системах
координат
2.3. Законы Фика в анизотропной среде
Список литературы
Глава 3. Решения диффузионного уравнения
3.1. Стационарная диффузия
3.2. Одномерная нестационарная диффузия
3.2.1. Решение для тонких пленок
3.2.2. Протяженное начальное распределение и
постоянная концентрация на поверхности
3.2.3. Метод преобразования Лапласа
3.2.4. Диффузия в плоской пластине - разделение
переменных
3.2.5. Радиальная диффузия в цилиндре
3.2.6. Радиальная диффузия в сфере
3.3. Точечный источник в одном, двух и трех
измерениях
Список литературы
Глава 4. Теория случайных блужданий и процесс
атомных скачков
4.1. Случайные блуждания и диффузия
4.1.1. Упрошенная модель
4.1.2. Соотношение Эйнштейна-Смолуховского
4.1.3. Случайные блуждания в решетке
4.1.4. Коэффициент корреляции
4.2. Процесс атомных скачков
Список литературы
Глава 5. Точечные дефекты в кристаллах
5.1. Чистые металлы
5.1.1. Вакансии
5.1.2. Дивакансии
5.1.3. Измерение свойств вакансий
5.1.4. Собственные междоузлия
5.2. Бинарные сплавы замещения
5.2.1. Вакансии в разбавленных сплавах
5.2.2. Вакансии в концентрированных сплавах
5.3. Ионные соединения
5.3.1. Дефекты по Френкелю
5.3.2. Дефекты по Шоттки
5.4. Интерметалл иды
5.5. Полупроводники
Список литературы
Глава 6. Механизмы диффузии
6.1. Междоузельный механизм
6.2. Коллективные механизмы
6.3. Вакансионный механизм
6.4. Дивакансионный механизм
6.5. Эстафетный механизм
6.6. Междоузельно-узельные обменные механизмы
Список литературы
Глава 7. Корреляции в твердотельной диффузии
7.1. Междоузельный механизм
7.2. Эстафетный механизм
7.3. Вакансионный механизм самодиффузии
7.3.1. "Эмпирическое правило"
7.3.2. Столкновения вакансий с мечеными атомами
7.3.3. Пространственные и временные корреляции
7.3.4. Вычисление коэффициентов корреляции
7.4. Коэффициенты корреляции самодиффузии
7.5. Диффузия растворенных атомов с участием
вакансий
7.5.1. Гранецентрированные кубические
растворители
7.5.2. Обьемноцентрированные кубические
растворители
7.5.3. Растворители с алмазной структурой
7.6. Заключение
Список литературы
Глава 8. Зависимость диффузии от температуры и
давления
8.1. Температурная зависимость
8.1.1. Соотношение Аррениуса
8.1.2. Активационные параметры - примеры
8.2. Зависимость от давления
8.2.1. Активационные объемы самодиффузии
8.2.2. Активационные объемы диффузии атомов
растворенного вещества
8.2.3. Активационные объемы в ионных кристаллах
8.3. Корреляции между диффузией и объемными
свойствами
8.3.1. Параметры плавления и диффузия
8.3.2. Активационные параметры и постоянные
упругости
8.3.3. Использование корреляций
Список литературы
Глава 9. Влияние изотопного состава на диффузию
9.1. Механизмы с одиночным скачком
9.2. Коллективные механизмы
9.3. Эксперименты по измерению изотопного
эффекта
Список литературы
Глава 10. Взаимная диффузия и эффект
Киркендалла
10.1. Взаимная диффузия
10.1.1. Преобразование Больцмана
10.1.2. Метод Больцмана-Матано
10.1.3. Метод Зауэра-Фрейзе
10.2. Собственная диффузия и эффект
Киркендалла
10.3. Уравнения Даркена
10.4. Уравнения Даркена-Маннинга
10.5. Микроструктурная стабильность плоскости
Киркендалла
Список литературы
Глава 11. Диффузия и внешние движущие силы
11.1. Краткий обзор
11.2. Уравнения Фика с учетом дрейфа
11.3. Соотношение Нернста-Эйнштейна
11.4. Соотношение Нернста-Эйнштейна для ионных
проводников и отношение Хавена
11.5. Уравнение Нернста-Планка - взаимная
диффузия в ионных кристаллах
11.6. Сравнение уравнения Нернста-Планка с
уравнением Даркена
Список литературы
Глава 12. Термодинамика необратимых процессов и
диффузия
12.1. Общие замечания
12.2. Феноменологические уравнения
изотермической диффузии
12.2.1. Самодиффузия меченых атомов в
элементарных кристаллах
12.2.2. Диффузия в бинарных сплавах
12.3. Феноменологические коэффициенты
12.3.1. Феноменологические коэффициенты,
коэффициенты диффузии меченых атомов и модели
скачков
12.3.2. Правила сумм - соотношения между
феноменологическими коэффициентами
Список литературы
Часть II. Экспериментальные методы
Глава 13. Прямые методы изучения диффузии
13.1. Сравнение прямых и косвенных методов
13.2. Различные коэффициенты диффузии
13.2.1. Коэффициенты диффузии меченых атомов
13.2.2. Коэффициенты взаимной диффузии и
собственные коэффициенты диффузии
13.3. Эксперименты по диффузии меченых атомов
13.3.1. Анализ профиля путем последовательного
разделения на секции
13.3.2. Метод остаточной активности
13.4. Гетероструктуры с контролем изотопного
состава
13.5. Вторичная ионная масс-спектрометрия (ВИМС)
13.6. Электронно-зондовый
рентгено-спектральный микроанализ (РСМА)
13.7. Оже-электронная спектроскопия (ОЭС)
13.8. Ионно-лучевые методы анализа: ОРР и МЯР
Список литературы
Глава 14. Механическая спектроскопия
14.1. Общие замечания
14.2. Неупругость и внутреннее трение
14.3. Методы механической спектроскопии
14.4. Примеры неупругих явлений, связанных с
диффузией
14.4.1. Эффект Снука (релаксация Снука)
14.4.2. Эффект Зинера (релаксация Зинера)
14.4.3. Эффект Горского (релаксация Горского)
14.4.4. Механические потери в ион-проводящих
стеклах
14.5. Магнитная релаксация
Список литературы
Глава 15. Ядерные методы
15.1. Общие замечания
15.2. Ядерный магнитный резонанс (ЯMP)
15.2.1. Основные принципы Я MP
15.2.2. Прямые измерения параметров диффузии
методом ЯМР с градиентом поля
15.2.3. Релаксационные методы ЯМР
15.3. Мессбауэровская спектроскопия (МС)
15.4. Квазиупругое рассеяние нейтронов (КУРН)
15.4.1. Примеры исследований методом КУРН
15.4.2. Достоинства и ограничения методов МС и
КУРН
Список литературы
Глава 16. Электрические методы
16.1. Импедансная спектроскопия
16.2. Профилирование методом измерения
сопротивления растекания
Список литературы
Часть III. Диффузия в металлических материалах
Глава 17. Самодиффузия в металлах
17.1. Общие замечания
17.2. Кубические металлы
17.2.1. ГЦК-металлы - эмпирические факты
17.2.2. ОЦК-металлы - эмпирические факты
17.2.3. Интерпретация с учетом моновакансий
17.2.4. Интерпретация с учетом моно- и дивакансий
17.3. Гексагональные плотноупакованные и
тетрагональные металлы
17.4. Металлы с фазовыми переходами
Список литературы
Глава 18. Диффузия междоузельиых атомов
растворенных веществ в металлах
18.1. "Тяжелые" междоузельные растворенные
атомы С, N и О
18.1.1. Общие замечания
18.1.2. Экспериментальные методы
18.1.3. Междоузельная диффузия в разбавленных
сплавах внедрения
18.2. Диффузия водорода в металлах
18.2.1. Общие замечания
18.2.2. Экспериментальные методы
18.2.3. Примеры диффузии водорода
18.2.4. Неклассические изотопные эффекты
Список литературы
Глава 19. Диффузия в разбавленных сплавах
замещения
19.1. Диффузия примесей
19.1.1. "Нормальная" диффузия примесей
19.1.2. Диффузия примесей в Аl
19.2. Диффузия примесей в "открытых" металлах -
диссоциативный механизм
19.3. Диффузия атомов растворенного вещества и
растворителя в сплавах
Список литературы
Глава 20. Диффузия в бинарных интерметаллидах
20.1. Общие замечания
20.2. Влияние переходов порядок-беспорядок
20.3. В2-интерметаллиды
20.3.1. Механизмы диффузии в фазе В2
20.3.2. Пример В2 NiAl
20.3.3. Пример В2 Fe-Al
20.4. L12-интерметаллиды
20.5. D03-интерметаллиды
20.6. Одноосные интерметаллиды
20.6.1. Ll0-интерметаллиды
20.6.2. Дисилицид молибдена (структура С11b)
20.7. Фазы Лавеса
20.8. Правило Cu3Au
Список литературы
Глава 21. Диффузия в квазикристаллических
сплавах
21.1. Краткое введение в квазикристаллы
21.2. Диффузионные свойства квазикристаллов
21.2.1. Икосаэдрические квазикристаллы
21.2.2. Декагональные квазикристаллы
Список литературы
Часть IV. Диффузия в полупроводниках
Глава 22. Общее введение в полупроводники
22.1. "Полупроводниковый век" и диффузия
22.2. Специфические черты диффузии в
полупроводниках
Список литературы
Глава 23. Самодиффузия в элементарных
полупроводниках
23.1. Собственные точечные дефекты и диффузия
23.2. Германий
23.3. Кремний
Список литературы
Глава 24. Диффузия примесных атомов в кремнии и
германии
24.1. Предел растворимости и заполнение позиций
в решетке
24.2. Коэффициенты диффузии и режимы диффузии
24.2.1. Междоузельная диффузия
24.2.2. Диффузия легирующих примесей
24.2.3. Диффузия гибридных примесных элементов
24.3. Самодиффузия и диффузия примесных атомов
- резюме
Список литературы
Глава 25. Междоузельно-узельная диффузия
25.1. Комбинированные механизмы диссоциативной
диффузии и диффузии с вытеснением
25.1.1. Диффузия, ограниченная потоком
собственных точечных дефектов
25.1.2. Диффузия, ограниченная потоком
междоузельных атомов примеси
25.1.3. Численный анализ промежуточного случая
25.2. Механизм диффузии с вытеснением
25.2.1. Основные уравнения и два решения
25.2.2. Примеры диффузии с вытеснением
25.3. Диссоциативный механизм диффузии
25.3.1. Основные уравнения
25.3.2. Примеры диссоциативной диффузии
Список литературы
Часть V. Диффузия и проводимость в ионных
кристаллах
Глава 26. Ионные кристаллы
26.1. Общие замечания
26.2. Точечные дефекты в ионных кристаллах
26.2.1. Собственные точечные дефекты
26.2.2. Несобственные точечные дефекты
26.3. Методы исследования точечных дефектов и
процессов переноса
26.4. Галогениды щелочных металлов
26.4.1. Движение дефектов, самодиффузия
меченых атомов и ионная проводимость
26.4.2. Пример NaCl
26.4.3. Общие свойства галогенидов щелочных
металлов
26.5. Галогениды серебра AgCl и AgBr
26.5.1. Самодиффузия и ионная проводимость
26.5.2. Влияние легирования
Список литературы
Глава 27. Суперионные проводники
27.1. Проводники с высокой проводимостью по
ионам серебра
27.1.1. Agl и родственные простые анионные
структуры
27.1.2. RbAg4l5 и родственные соединения
27.2. PbF2 и другие галогенидные ионные
проводники
27.3. Стабилизированный оксид циркония и
родственные оксидные ионные проводники
27.4. Перовскитные оксидные ионные проводники
27.5. Натриевый В-глинозем и родственные
материалы
27.6. Литиевые ионные проводники
27.7. Полимерные электролиты
Список литературы
Часть VI. Диффузия в стеклах
Глава 28. Стеклообразное состояние
28.1. Что такое стекло?
28.2. Диаграмма объем-температура
28.3. Диаграмма превращение-время-температура
28.4. Семейства стекол
Список литературы
Глава 29. Диффузия в металлических стеклах
29.1. Общие замечания
29.2. Релаксация структуры и диффузия
29.3. Диффузионные свойства металлических
стекол
29.4. Диффузия и вязкость в сплавах, образующих
стекла
Список литературы
Глава 30. Диффузия и ионная проводимость в
оксидных стеклах
30.1. Общие замечания
30.2. Экспериментальные методы
30.3. Проникновение газов
30.4. Примеры диффузии и ионной проводимости
Список литературы
Часть VII. Диффузия вдоль каналов ускоренной
диффузии и в наноматериалах
Глава 31. Каналы ускоренной диффузии в металлах
31.1. Общие замечания
31.2. Диффузионный спектр
31.3. Эмпирические правила для диффузии по
границам зерен
31.4. Диффузия по решетке и микроструктурные
дефекты
Список литературы
Глава 32. Диффузия по границам зерен
32.1. Общие замечания
32.2. Границы зерен
32.2.1. Мало- и большеугловые границы зерен
32.2.2. Специальные большеугловые границы
32.3. Диффузия вдоль изолированной границы
(модель Фишера)
32.4. Кинетика диффузии в поликристаллах
32.4.1. Кинетический режим типа А
32.4.2. Кинетический режим типа В
32.4.3. Кинетический режим типа С
32.5. Диффузия вдоль границ зерен и сегрегация
32.6. Атомарные механизмы диффузии по границам
зерен
Список литературы
Глава 33. Трубочная диффузия по дислокациям
33.1. Модель дислокационной трубки
33.2. Решения для средней концентрации в тонком
слое
Список литературы
Глава 34. Диффузия в нанокристаллических
материалах
34.1. Общие замечания
34.2. Синтез нанокристаллических материалов
34.2.1. Приготовление порошков
34.2.2. Сильная пластическая деформация
34.2.3. Химические методы синтеза и родственные
методы
34.2.4. Расстеклование аморфных прекурсоров
34.3. Диффузия в поли- и нанокристаллах
34.3.1. Размеры зерен и режимы диффузии
34.3.2. Эффективные коэффициенты диффузии в
поли- и нанокристаллах
34.4. Диффузия в нанокристаллических металлах
34.4.1. Общие замечания
34.4.2. Релаксация структуры и рост зерен
34.4.3. Наноматериалы с бимодальной структурой
зерна
34.4.4. Границы зерен, образующие тройной стык
34.5. Диффузия и ионная проводимость в
нанокристаллической керамике
Список литературы