Архив публикаций

Тезисы

XIV-ая конференция

Применение термодинамического моделирования для разработки процессов получения многофункциональных структур сложного состава и исследования их свойств

Ильиных Н.И.

Уральский технический институт связи и информатики Россия, 620019, г.Екатеринбург, ул.Репина, 15 Тел.: (343) 359-91-02 Е-mail: ninail@bk.ru

При создании современных средств связи и коммуникации возникает необходимость использования новых материалов с улучшенными служебными характеристиками. Разработка и исследование процессов получения многофункциональных структур сложного состава и строения существенно облегчается путем предварительного термодинамического рассмотрения. Термодинамические исследования позволяют определить необходимые технологические режимы производства материалов и связанные с ними конструктивные особенности аппаратуры, дают возможность предсказать ряд свойств получаемых в реальных условиях материалов, т.е., являются основой технологии управляемого синтеза полупроводниковых и других материалов электронной техники для создания на их базе сложных электронных структур.

В различных полупроводниковых приборах и устройствах широко используются как двойные, так и тройные полупроводниковые и интерметаллические соединения и твердые растворы на их основе. Проблема получения твердых растворов (сплавов) с заданной совокупностью свойств требует совершенствования наших представлений о строении жидких растворов (расплавов). Их структура вблизи температуры плавления оказывает существенное влияние на служебные характеристики твердых фаз, образующихся при кристаллизации. Кроме того, несомненна связь между строением металлического расплава и возможностью получения из него аморфных и тонкодисперсных структур в твердом состоянии.

Для описания расплавов металлических систем с сильным межчастичным взаимодействием широкое распространение получили модели, в основе которых лежит химическое равновесие между ассоциатами, образующимися в расплаве, и исходными компонентами. В частности, созданы модели идеального и регулярного ассоциированных растворов, учитывающие специфику жидкости и позволяющие описать экспериментально наблюдаемую асимметрию концентрационных зависимостей свойств.

В настоящей работе представлены результаты многолетних исследований состава и равновесных характеристик расплавов различных систем. Проведен анализ и обобщение известных литературных данных о диаграммах состояния, термохимических свойствах фаз, присутствующих на этих диаграммах, строении и термодинамических характеристиках расплавов указанных систем. В результате критического анализа литературных данных и расчетов по методикам, разработанным авторами, для этих фаз были определены термодинамические и термохимические свойства.

Полученная информация была использована при моделировании равновесного состава и термодинамических характеристик расплавов систем Ga - Sb, Ga - As, Fe – Si, Fe – C, Si – C, Ni – (Ti, Zr, P, B) и Al – (Mg, Si, Li, Fe). Выбор исследуемых систем определялся, в основном, их практической значимостью, а также неопределенностью известных данных или их отсутствием.