| Конспект лекцій (.pdf, 1.6M) Лабораторний практикум (.pdf, 0.6M) Додатки - моделюючі програми: до Лабораторної роботи №3: rs2.zip (DOS) або PhaseDiagram.exe (Win) © Андрій Ляшук, 2018 до Лабораторної роботи №4: zone.zip (DOS) або ZonePuri.exe (Win) © Олексій Голуб, 2016 |
| № Теми | Найменування розділів, тем | Кількість годин |
Розділ 1. Елементи термодинаміки однокомпонентних систем. Закриті термодинамічні системи |
6 | |
| §1.1. | Основні типи термодинамічних систем | |
| §1.2. | Атомна одиниця маси. Моль | |
| §1.3. | Температура. Ізотермічні процеси | |
| §1.4. | Ентропія. Адіабатичні процеси | |
| §1.5. | Збереження енергії в теплових процесах. Перше начало термодинаміки | |
| §1.6. | PV- та TS-діаграми | |
| §1.7. | Адитивні та інтенсивні величини | |
| §1.8. | Принцип Больцмана. Друге начало термодинаміки | |
| §1.9. | Необоротні процеси | |
| §1.10. | Ентальпія | |
| §1.11. | Рівняння стану | |
| §1.12. | Теплоємність. Розрахунок зміни внутрішньої енергії та ентальпії при зміні температури | |
| §1.13. | Теплоємність конденсованих речовин. Закони Дюлонга-Пті та Джоуля-Коппа | |
| §1.14. | Розрахунок зміни ентропії при зміні температури | |
| §1.15. | Вільна енергія Гельмгольца та вільна енергія Гіббса | |
| §1.16. | Розрахунок зміни вільної енергії при зміні температури | |
| §1.17. | Екстремальні властивості вільної енергії | |
| §1.18. | Природні змінні термодинамічних потенціалів | |
| §1.19. | Зауваження з приводу позначень | |
Розділ 2. Відкриті однокомпонентні системи. Фазові переходи 1-го роду в однокомпонентних системах |
4 | |
| §2.1. | Компоненти системи. Поняття хімічного потенціалу | |
| §2.2. | Хімічний потенціал в однокомпонентній системі | |
| §2.3. | Фази і фазові переходи 1-го роду | |
| §2.4. | Лінії сублімації, плавлння, випаровування. Потрійна точка. | |
| §2.5. | Теплота фазового перетворення. Зміна ентропії при фазовому переході 1-го роду | |
| §2.6 | Умова рівноваги фаз в однокомпонентній системі | |
| §2.7 | Рівняння Клапейрона-Клаузіуса | |
| §2.8 | Рівновага твердої та рідкої фаз. Лінія плавлення. Приклад: зміна температури плавлення під дією тиску для деяких речовин |
|
| §2.9 | Рівновага парової та конденсованої фаз. Лінії сублімації та випаровування | |
| §2.10 | Приклад: тиск насиченої пари над розплавом Fe | |
|
Лабораторна робота №1. Моделювання фазової рівноваги конденсований стан – пара для простих речовин |
4 | |
Розділ 3. Елементи термодинаміки багатокомпонентних систем. Розчини |
6 | |
| §3.1. | Мольні долі компонентів розчину. Діаграма склад-властивість для бінарного розчину | |
| §3.2. | Ідеальні розчини | |
| §3.3. | Об’єм і ентальпія змішування | |
| §3.4. | Ентропія змішування в ідеальному розчині | |
| §3.5. | Хімпотенціали в ідеальному розчині | |
| §3.6. | Реальні розчини. Коефіцієнти активності | |
| §3.7. | Модель регулярних розчинів Гільдебранда. Бінарні регулярні розчини | |
| §3.8. | Багатокомпонентні регулярні розчини. Формули Джордана | |
| §3.9. | Моделі простих та квазірегулярних розчинів | |
| §3.10. | Моделі неідеальних розчинів з параметром взаємодії, що залежить від складу розчину | |
| §3.11. | Модель субрегулярних розчинів Марґулеса | |
| §3.12. | Модель неідеальних розчинів Ван-Лаара | |
Розділ 4. Фазові рівноваги в бінарних системах, компоненти якої не утворюють хімічної сполуки |
4 | |
| §4.1. | Системи, де в рідкій фазі компоненти змішуються необмежено, але у твердій фазі розчину не утворюють. Логарифміка Шредера |
|
| §4.2. | Другий закон Рауля щодо пониження температури кристалізації розчинів. Кріоскопічна константа | |
| §4.3. | Приклад: температура замерзання приполярної криги | |
| §4.4. | Евтектика | |
| §4.5. | Приклад: розрахунок ліквідуса в системі Bi–Cd | |
|
Лабораторна робота №2. Моделювання фазових діаграм бінарних систем з евтектикою в моделі регулярних розчинів |
4 |
|
| §4.6. | Системи, де компоненти змішуються необмежено як у рідкій, так і у твердій фазах. Рівняння Ван-Лаара |
|
| §4.7. | Розв’язання рівнянь Ван-Лаара для моделі ідеальних розчинів | |
| §4.8. | Приклад: розрахунок ліквідуса і солідуса в системі Ge–Si | |
| §4.9. | Розв’язання рівнянь Ван-Лаара для моделей регулярних та інших неідеальних розчинів | |
|
Лабораторна робота №3. Моделювання фазових діаграм систем типу А1-zВz в моделі регулярних розчинів |
4 |
|
| §4.10. | Типи розв’язків рівнянь Ван-Лаара для моделі регулярних розчинів | |
| §4.11. | Вигляд евтектичної фазової діаграми при необмеженій розчинності компонентів в рідкій фазі і обмеженій – в твердій |
|
| §4.12. | Перитектика та її відмінності від евтектики | |
| §4.13. | Коефіцієнт розподілу | |
Розділ 5. Зонна плавка |
4 | |
| §5.1. | Нормальна кристалізація. Основні модельні припущення | |
| §5.2. | Розрахунок профілю домішки після нормальної кристалізації | |
| §5.3. | Використання нормальної перекристалізації для очистки матеріалів | |
| §5.4. | Використання нормальної перекристалізації для експериментального визначення коефіцієнту розподілу домішки |
|
| §5.5. | Зонна плавка. Рівняння Лорда-Рейсса | |
| §5.6. | Зонна плавка: перший прохід зони | |
| §5.7. | Метод Геммінґа чисельного розв’язання рівняння Лорда-Рейса | |
| §5.8. | Зонна плавка: наступні проходи зони | |
| §5.9. | Зонна плавка: кінцевий розподіл домішки | |
|
Лабораторна робота №4. Моделювання зонної очистки |
6 | |
Розділ 6. Фазові рівноваги в бінарних системах з проміжною сполукою в твердій фазі |
4 | |
| §6.1. | Загальні риси фазової рівноваги в системах, де компоненти в рідкій фазі змішуються необмежено, а у твердій фазі утворюють проміжну сполуку | |
| §6.2. | Хімпотенціали компонентів при хімічній реакції | |
| §6.3. | Зміна ентропії при конгруентному плавленні хімічної сполуки | |
| §6.4. | Рівняння Віланда фазової рівноваги за наявності проміжної сполуки | |
| §6.5. | Фазові рівноваги в системах АІІІСV | |
| §6.6. | Приклад: розрахунок ліквідуса в системах In–P та Ga–As в моделі ідеальних розчинів | |
| §6.7. | Розв'язання рівнянь моделі квазірегулярних розчинів | |
|
Лабораторна робота №5. Моделювання фазових діаграм бінарних систем з проміжною сполукою типу AC |
6 |
|
| §6.8. | Асоційовані розчини. Закон діючих мас | |
| §6.9. | Особливості фазових рівноваг в системах АІІСVІ та АVІСVІ | |
| §6.10. | Розв'язання рівнянь моделі асоційованих розчинів | |
| §6.11. | Модель повністю асоційованих регулярних розчинів. Приклад: розрахунок ліквідуса Pb-Te | |
Розділ 7. Фазові рівноваги в багатокомпонентних твердих розчинах з ізовалентним катіонно-аніонним співвідношенням |
4 | |
| §7.1. | Загальна характеристика напівпровідникових трикомпонентних твердих розчинів А1-zВzС. Залежність фізичних властивостей від їхнього складу | |
| §7.2. | Концентраційний трикутник. Квазібінарний розріз | |
| §7.3. | Загальні риси фазової рівноваги. Поверхня ліквідуса. Ізотерми ліквідуса. Коноди. Ізоконценетрати солідуса. Поверхня солідуса (область чи «трубка» гомогенності) |
|
| §7.4. | Рівняння фазової діаграми твердого розчину А1-zВzС | |
| §7.5. | Спрощена модель фазових рівноваг (рідка фаза – розбавлений квазірегулярний розчин, тверда фаза – ідеальний розчин) |
|
| §7.6. | Приклад: розрахунок фазової діаграми Ga–Al–As за спрощеною моделлю | |
|
Лабораторна робота №6. Моделювання фазових діаграм твердих розчинів типу А1-zВzС |
4 |
|
| §7.7. | 4-компонентні системи. Концентраційний тетраедр. Трикутник або квадрат твердої фази | |
| §7.8. | Загальна характеристика напівпровідникових 4-компонентних твердих розчинів | |
| §7.9. | Рівняння фазової діаграми 4-компонентного твердого розчину типу «3×1» | |
| §7.10. | Рівняння фазової діаграми 4-компонентного твердого розчину типу «2×2» | |
Розділ 8. Моделювання рідиннофазної епітаксії методом примусового охолодження в багатокомпонентних системах |
4 | |
| §8.1. | Рідиннофазна епітаксія методом примусового охолодження. Основні модельні припущення | |
| §8.2. | Епітаксальний ріст бінарної сполуки АС | |
| §8.3. | Рівняння епітаксіального росту в багатокомпонентній системі | |
| §8.4. | Епітаксальний ріст бінарної сполуки АС (інший розв’язок ростового рівняння) | |
| §8.5 | Епітаксіальний ріст в трикомпонентній системі А1-zВzС | |
| §8.6 | Застосування спрощеної моделі фазових рівноваг для розрахунку процесу епітаксіального росту в трикомпонентній системі А1-zВzС |
|
| §8.7 | Приклад: рідиннофазна епітаксія плівок в системі Ga1-zAlzAs | |
| §8.8. | Інверсна крива | |
|
Лабораторна робота №7. Моделювання рідкофазної епітаксії твердих розчинів типу А1-zВzС |
8 | |
| Всього годин: | 36 + 36 | |