Дисперсионный анализ порошков алмазоподобных полупроводников

Важными характеристиками дисперсионных систем являются фракционный состав, удельная геометрическая поверхность и коэффициент полидисперсности.

Целью настоящей работы явилось изучение гранулометрического состава порошков полупроводников CdTe и ZnTe методом оптической микроскопии. Для анализа использовали оптический микроскоп, в окуляр которого вставляли микрометрическую сетку. Подготовленные водные суспензии порошков помещали на предметное стекло, накрывали покровным стеклом и проводили подсчёт частиц по фракциям не менее шести раз в разных местах препаратов. В качестве статистического диаметра принимали наибольший размер проекции частицы на плоскость наблюдения вдоль одной из сторон микрометрической сетки.

Результаты фракционного распределения частиц по размерам представлены в таблице 1.

Таблица 1

Средний радиус частиц фракции d i , мкм	Содержание частиц Q, %
	ZnTe	CdTe
28	-	53,61
57	43,27	22,16
113	23,07	16,49
170	12,50	1,54
227	7,69	4,12
284	1,92	1,03
341	4,81	1,03
397	0,96	-
454	5,77	-

Величину геометрической удельной поверхности и коэффициент полидисперсности порошков рассчитывали по формулам [1, 2]:

S =

6 ⋅ ∑ n_i ⋅ d_i³ ρ⋅ ∑ n_i ⋅ d_i²

⁶   ; K = ^dn ,

ρ⋅ d_S       d_q

где d i – средний диаметр частиц фракций; n – число частиц в системе; ρ-рентгеновская плотность частиц; d_S, d_n, d_q – среднеповерхностный, среднечисленный и средневесовой диаметры частиц; K – коэффициент полидисперсности.

Cреднечисленный, среднеповерхностный и средневесовой диаметры частиц рассчитывали по формулам:

d

∑ n _i r_i ∑ n i

n r ³ d m = ^{∑ i i} ;

∑ n_ir_i ²

nr ⁴ d m = ^{∑ i i} .

∑ n_ir_i ³

Результаты расчета геометрической удельной поверхности порошков, коэффициента полидисперсности, среднечисленного, среднеповерхностного и средневесового диаметров частиц представлены в табл. 2

Таблица 2

Образец	Геометрическая удельная поверхность S, м2/кг	Коэффициент полидисперсности, К	Рентгеновская плотность ρ, г/см3	Диаметр частиц, мкм
				d n	d S	d q
CdTe	4,90	0,27	6,435	65	190	239
ZnTe	3,36	0,38	5,640	141	316	371

Согласно данным дисперсионного анализа (табл. 1), распределение частиц по размерам в логарифмической системе координат близко к линейной зависимости. Низкие коэффициенты полидисперсности порошков CdTe и ZnTe указывают на большой разброс частиц по размерам. На полидисперсность образцов также указывают различия в значениях среднечисленного, среднеповерхностного и средневесового диаметров частиц, которые изменяются в следующей последовательности: dn > dS > dq.