PRACA DOKTORSKA Zale ność własności strukturalnych ...

Zależności zmian parametrów sieciowych α- i β-Si 3 N 4 od temperatury otrzymane na podstawieprzeprowadzonych obliczeń przedstawione są na rysunkach V.3.2.5 i V.3.2.7.Bezwzględne wartości błędów stałych sieciowych w niskich temperaturach są wyraźnie większeniż w pomiarze wysokotemperaturowym (większy jest też rozrzut wartości stałych sieciowy). Składasię na to kilka przyczyn: najważniejsza to obserwowany większy stosunek natężenia tła do natężeniaefektów dyfrakcyjnych od azotku – w konsekwencji refleksy na wyższych kątach (najważniejsze dlaprecyzyjnego wyznaczania stałej sieciowej) w tym pomiarze giną w tle. Efekt większego rozrzutuzostał skompensowany przez zwiększenie gęstości punktów eksperymentalnych w tym zakresie, wefekcie jakość dopasowania jest podobna.Wartości parametrów sieciowych a i c dla α-Si 3 N 4 w badanym zakresie temperatur rosną odwartości 7.7513 Å do 7.7689 Å dla parametru a i od 5.6192 Å do 5.6325 Å dla parametru c. Stosunekc/a znajduje się na poziome około 0.7249 w zakresie temperatur od 20 K do około 200 K i wtemperaturach wyższych wykazuje stałą tendencję wzrostu (do około 0.7250). Położenia atomów wkomórce elementarnej α-Si 3 N 4 nie wykazują wyraźną tendencji do zmian z temperaturą. Wyznaczonewartości współrzędnych atomowych w funkcji temperatury dla atomu Si1 i Si2 w strukturze fazy α-Si 3 N 4 są pokazane na rysunku V.3.2.6.Dla fazy β-Si 3 N 4 parametry sieci a i c zmieniają się od 7.6037 Å do 7.6205 Å i od 2.9079 Å do2.9157 Å, odpowiednio. Na odcinku temperaturowym do około 100 K stosunek c/a jest stały (około0.3824) i po przekroczeniu tej granicy wzrasta ze wzrostem temperatury do wartości 0.3826. Wartościparametrów sieci fazy β azotku krzemu przedstawione w niniejszej pracy są porównane z wynikamipodanymi w pracy [10]. Parametr sieciowy c β-Si 3 N 4 przedstawiony w niniejszej prace wykazujeidentyczną tendencję, zmian z temperaturą jak w wyżej wymienionej pracy (rysunek V.3.2.7).Położenia atomów w komórce elementarnej β-Si 3 N 4 jak i w przepadku fazy α-Si 3 N 4 nie zmieniają się ztemperaturą. Jako przykład na rysunku V.3.2.8 pokazane są wartości współrzędnych atomów x i y wfunkcji temperatury dla atomu Si1 w strukturze fazy β -Si 3 N 4Na podstawie zależności parametrów sieciowych α i β-Si 3 N 4 od punktach temperaturywyznaczono zależności V(T) dla obu faz. Zależności te zostały dopasowane modelem Debye’a-Grüneisena i na podstawie otrzymanych wyników wyznaczono ich rozszerzalność termiczna itemperatury Debye'a (Θ D ). Temperatura Debye'a dla α-Si 3 N 4 ma wartość 1424 K a dla β-Si 3 N 4 1531K. Wyznaczone wartości porównywalne są z wartościami literaturowymi (tabela V.3.2.5) i są wyższeniż najnowsze dane eksperymentalne[29] zmierzone dylatometrycznie i obliczone teoretyczne [30].Przebieg zależności V(T) i α V (T) dla α-Si 3 N 4 przedstawiono na rysunku V.3.2.9, a dla fazy β narysunku V.3.2.10.67