Юный техник 1986-07, страница 11

восстановление, скажем, окисла титана идет при температуре в 1100 градусов, то тут, как говорится, природу не обманешь...

Сегодня ситуация уже не выглядит тупиковой. Недавнее открытие ученых Московского института стали и сплавов, о котором мы расскажем, предоставило уникальную возможность для решения проблемы — с помощью неожиданного обходного маневра.

Началось все с исследования вещей, казалось бы, очевидных. Специалисты знают: чем выше температура, при которой плавится окисел или, говоря по-научному, оксид, тем выше нужна температура для его восстановления. Эта аксиома, как и любая другая, не требовала доказательств. Подтверждала ее и вся многовековая история металлургии. А вот ученые из МИСИСа решили аксиому все же проверить и сумели разглядеть в связи температур неожиданную загадку.

Температура плавления, как было известно, зависит от энергии кристаллической структуры. То есть чем прочнее кристаллическая решетка, тем большую температуру она выдерживает, не разрушаясь. Так что связь двух температур — плавления и восстановления — можно было проверить, исследуя особенности кристаллической решетки, их влияние на свойства оксидов. Из всех свойств выбрали наиболее просто определяемое — проводи мость.

Первые эксперименты ничего особо интересного не сулили. Все было очевидно и подтверждало тысячи раз проверенное: с ростом температуры проводимость, как ей и положено, рос

ла равномерно. Оксиды — полупроводники. И в отличие от металлов, в которых тепловое движение мешает электронам переносить заряд, у них с ростом температуры свободных электронов становится все больше и больше. Продолжения работы требовал, пожалуй, лишь неписаный закон всякого настоящего исследования: идти по намеченному пути до конца.

Награда за терпение и упорство не заставила себя ждать. В очередной серии опытов плавления линия графика вдруг переломилась и довольно круто стала забирать вверх! Почему? Ясно, что проводимость оксидов с повышением температуры растет вполне логично. Но откуда изменение наклона графика?

И что это за точка, откуда берет начало перелом? (Быть может, раньше исследователи просто не доходили до нее?!)

Продолжая опыты с разными оксидами, ученые обнаружили: точки переломов совпадают с температурами, при которых у оксидов начинается процесс восстановления. Какая тут связь?

Объяснение было найдено. Как и во всех полупроводниках, в оксидах существует своего рода запретная зона, некий энергетический барьер, мешающий электронам металла отрываться от атомов и проводить электрический ток. Проводимость при этом определяют только электроны чужеродных примесей. Но вот мы начинаем оксид нагревать. Тепло расшатывает связи, и, когда температура достигает определенного значения, электроны металла пре