Zwecke und Methoden des Legierens von Stahl
Legieren von Metallen
Die Menschen verwenden schon seit langem Legierungen. Eisen ist ein hervorragendes Baumaterial, aber Stähle (eine Legierung mit kleinen Mengen von Zusatzstoffen, die dem Eisen zugefügt werden) machen das Metall stärker, härter und haltbarer. Aluminium zum Beispiel ist ein sehr leichtes Metall, aber in seiner reinen Form auch sehr weich. Durch Zugabe von Metallen wie Magnesium, Mangan und Kupfer entsteht eine bessere Aluminiumlegierung, das so genannte Duraluminium.
Kennzeichnung
Die Legierungselemente sind mit den folgenden Buchstaben gekennzeichnet:
| Bezeichnung | Element | Name |
|---|---|---|
| Б | Nb | Niob |
| В | W | Wolfram |
| Г | Mn | Mangan |
| Д | Cu | Kupfer |
| Е | Se | Selen |
| Л | Be | Beryllium |
| М | Mo | Molybdän |
| Н | Ni | Nickel |
| Р | Ce | Cer |
| С | Si | Silizium |
| П | P | Phosphor |
| Ф | V | Vanadium |
| Х | Cr | Chrom |
| Ц | Zr | Zirkonium |
| Ю | Al | Aluminium |
Der Buchstabe A kann auch für den Zusatz von Stickstoff in der Legierung stehen. Mangan kann auch als Mg bezeichnet werden.
Legieren von Halbleitern
Bei der Herstellung von Halbleitern ist das Legieren ein wesentlicher Prozess (neben dem Abscheiden und Ätzen). Sein Hauptzweck besteht darin, die Art der Leitfähigkeit und die Ladungsträgerkonzentration im Halbleiter zu korrigieren, um bestimmte Eigenschaften zu erzielen (um die gewünschte Glätte des pn-Übergangs zu erreichen). Die gebräuchlichsten Elemente für die Dotierung von Silizium sind Phosphor P und Arsen As (zur Erzielung der n-Leitfähigkeit) und Bor B (p-Typ).
Dotierungsverfahren
Heute sind drei verschiedene Dotierungstechniken bekannt: Ionenimplantation, Thermodiffusion und Neutronentransmutationsdotierung. Die Ionenimplantation ist eine Technologie, bei der Atome von Dotierungselementen durch Beschuss der Oberfläche mit einem Hochenergiestrahl (10-2000 keV) in eine Oberflächenschicht eines Bandes oder einer Folie eingebracht werden, um Halbleiter mit besonderen Eigenschaften, Donator- oder Akzeptor-Zonen sowie niederohmige Kontakte herzustellen. Die Ionenimplantation wird auch zur Legierung von Metallen verwendet, um die Oberflächenschicht hart und verschleißfest zu machen... Thermische Diffusion - Technologie der Einführung von Atomen von Legierungselementen in eine Legierung unter dem Einfluss eines Temperaturgradienten. Das Phänomen wurde 1856 von dem deutschen Chemiker K. Ludwig entdeckt und von dem Schweizer Wissenschaftler Ch. Saure erforscht.
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