A villamos vezetőképesség a oxidfilmeket szelep fémek
Home | Rólunk | visszacsatolás
Fémek, oxidfiimeket amelyek egyirányú vezetőképesség, az úgynevezett Szűréssel. Ahhoz, hogy a szelep fém közé tartoznak az alumínium, tantál, titán, nióbium, cirkónium, kadmium, ón, szilícium, bizmut, antimon, magnézium, cink, volfrám, tellúr és ezüst.
Egyoldalú vezetőképesség alumínium csak egy vékony szilárd oxid film alatt képződött elektrokémiai ív oxidáció gyenge elektrolitok. Viszonylag vastag, porózus oxid filmek mutatnak tulajdonságait a szelep nagyon gyenge, és elsősorban a folytonos vékony oxidréteg, amely mindig is az alján.
Egyoldalú vezetőképessége oxidréteg szerint a jelenlegi elképzelések magyarázata a következő. Ha az alumínium merítjük egy elektrolit benne anódosan, a felületén, oxigént, és egy vékony réteg alumínium-oxid. Mivel a kis vastagsága oxidfilm az elektromos mező a sorrendben június 10-július 10 V / cm, még alacsony feszültségek között alkalmazva az alumínium és elektrolit. Hatása alatt egy erős elektromos mező a negatív oxigén ionok mozoghat az oxidréteget felé alumínium és alumínium ionok - megfelelnek, amely kíséri növekedése vastagsága az oxidréteg. Ez a folyamat mindaddig folytatódik, amíg az oxidfilm növelésével a vastagsága nem csökken a jelenlegi ott egy elektromos mezőt úgy, hogy az erők, amelyek létre a mező elegendő kon keresztüli mozgása a film. Ennek eredményeként, az ion áram áthalad az oxidfilm megszűnik, és a film vastagsága egy adott feszültség mellett penész már nem növekszik.
Során a kialakulását oxidfilmeket alumínium elkerülhetetlen megjelenése a koncentráció-gradiens oxigén ionok és vastagságú alumínium-oxid. A oxidréteg közel a külső felületén, az oxigén koncentrációja ionok nagy, és ezért be kell tartani eltérése a készítményt a sztöchiometrikus összetétele az alumínium-oxid (A12 O3) felé nagyobb oxigéntartalom (A12 O3 + m). Mivel a távolság a külső felületén az oxid film az oxigén-koncentráció mélysége csökken, de az alumínium koncentrációja ionok növekszik, elérve a maximális a fém felületén. Ott kell észlelt eltérés a készítmény a sztöchiometrikus alumínium-oxid felé több az alumínium (A12 + N O3).
Így a szomszédos réteget az elektrolit oxigén feleslegének-oxid, és a szomszédos, hogy a fém - alumínium feleslegét. E között a két réteg kell lennie egy réteg egy szigorúan sztöchiometrikus összetételű A12 O3 (ábra 5 # 8209 ;. 26). Ha a csökkenés az oxigén koncentrációja ionok a vastagság irányában az oxid az alumínium csökkenése és az alumínium koncentrációja ionok a vastagság irányában az oxid elektrolit fordul elő ugyanazon a törvény, a réteg egy szigorúan sztöchiometrikus összetételű szimmetrikusnak kell lennie közepén a oxidfilm. Méretei az oxigén ionok, azonban 2,6-szor nagyobb, mint az alumínium-ionok (1,3 és 0,5 Á, sorrendben). Ezért az alumínium-ionok diffundálnak könnyebben át oxidréteg, mint az oxigén ionokat, és egy réteg sztöchiometrikus összetételű található képest aszimmetrikusan a közepén a film és a mozog a felszínhez közelebb az elektrolit.
Alumínium-oxid, amelyben az oxigén feleslegben jelentése p-típusú félvezető a lyuk, és annak hiánya - n típusú félvezető elektronikus Következésképpen képződött, a fröccsöntés során az oxidfilm keletkezik p-n átmenetet a közbenső dielektromos réteg .; jelenlétében p-n átmenetet képezi az egyirányú vezetőképessége alumínium-oxid.
Várható, hogy hosszas áthaladását áram segítségével a oxidfilm a vezető irányba ionok újraelosztását és p-n átmenetet részben megsemmisült. Ebben az esetben, olyan oxidfilm alakul át elektronikus félvezető tartalmazó több vagy kevesebb (a körülményektől függően) felesleges mennyiségű alumínium-ionok.
Az ilyen pusztítás a p-n átmenetet kell eljárni, ha melegítjük oxidált alumínium, ebben az esetben az oxigén koncentrációja ionok az oxidfilm csökken, ami növekedéséhez vezet feleslegben mennyiségű alumínium-ionok.
Hatások a oxidfilm hidrogén, oxigén kötési kell eredményezni az átalakítás a timföld az elektronikus félvezető.
Ahhoz, hogy állítsa vissza a p-n átmenet oxidált anódos alumínium kell venni; p-n átmenetet a oxidfilm azonnal helyreállítsa, de egy idő után; közelében az oxid film kell oxigénforrás ionok visszanyeréséhez szükséges p-n átmenetet.
Kísérletek oxidált alumínium amely porlasztott rá a másik fém vagy félvezető anyagból, mint a második elektród, megerősíti a fenti megfontolások. Azokban a kísérletekben, Kessel oxidált alumínium mintában, amely szolgált anódként került előtt egy fűtött katód vákuumban. Azt találtuk, hogy magasabb hőmérsékleten 100-300 ° C-on, és a hosszan tartó áthaladását aktuális az aktuális érték jelentősen megnő csökkenése az oxigén mennyiségét a filmben. Ha a minta állni fél órát, majd oxigénatmoszférában, a jelenlegi keresztül a film csökken, és a p-n átmenetet helyreáll.
Áramot vezetünk át a katód anyaga oxidált alumínium és helyezzük hidrogén atmoszférában, növekedéséhez vezet a vezetőképességét oxidfilm.
Elmerül a elektrolit oxidált minta volt, még erősebb, mint a száraz állapotban, mutat egyoldalú vezetőképesség: helyesbítését együtthatója (aránya áram a vezető irányban, hogy a jelenlegi erőssége a nem-vezető irányban) növeljük, hogy 5 000-50 000 volt, míg az egyenlő a száraz állapotban 10-100. Ez a jelenség elsősorban a következő körülmények között.
A oxidfilm általában a hibás helyre, amelynek nagy vezetőképességű. Hibák elsősorban azért jönnek létre kolloid fém szennyeződések a filmben, amelyek száma határozza meg az alumínium tisztaságát áteső alkotó. Hibák léphetnek fel hatása alatt a klórt az elektrolit ionok destruktív működő oxidált alyuminiy.Prichinoy hibák jelenhetnek meg, mint inhomogenitása oxid felület, amely megfigyelhető elektronmikroszkóp. Továbbá, a oxidfilm van egy kis számú horizontális vagy majdnem eléri a felszínre alumínium pórusátmérőjű kisebb, mint 0,005 mikron. A teljes keresztmetszet pórusterület 10 -6 - 10 -8-oxid réteget a területen.
Bekapcsolt állapotban az anód az elektrolitból, oxigén és eltávolítása hibák történik (doformovka hibás helyek) az oxid réteg és a nyomvonal a vastagsága. Ennek eredményeként, a villamos vezetőképessége az oxidfilm az elektrolitban az anód gyorsan csökken kapcsolva.
Az elektrolit egy bőséges forrását oxigén alumíniumoxid, ha a mintában az anódot, és bőséges forrását hidrogénatom, ha a feszültséget az ellenkező irányban.
Ha az oxidált minta, elmerül a elektrolit, tartalmaz egy katódot, egy hirtelen emelkedése a film vezetőképességét oksndnoy. Ez azért van, mert a p-n átmenet alatt fordított áramok, és a keletkezett hidrogén-gyorsan elpusztult; képződött n-típusú félvezető, amelynek alacsony ellenállású. Továbbá, mivel a hibás formából való eltávolítás kitett helyeken az oxid film. Végül, a pórusokon keresztül alatt elektroozmotikus és az elektrosztatikus erők, ebben az esetben egybeesik irányba visszahúzza pozitívan töltött képest alumínium alkotó az elektrolit.
Ebben a tekintetben, a vezetőképességet, a vezető irányban, amikor oxidált minta merítjük az elektrolit jelentősen nagyobb, mint száraz állapotban. A hosszan tartó áthaladását áram a vezető irányban az egész elmerül a elektrolit mintában megfigyelt oxidált növekvő eltérése az átlagos összetétele oxid-film a sztöchiometrikus, hogy csökkentse a oxigéntartalom, és növeli az elektromos vezetőképesség.
Így, az oka a vezetési aszimmetria a rendszer szelep fém-fém-oxid-filmet kell keresni jelenlétében réteg p- és n -Vezetékes.