Термодинамическая модель

Термодинамическая модель, как известно из классической физической химии, не позволяет делать выводы о внутреннем строении вещества и механизме протекания процессов; в этом состоит ограниченность термодинамического метода. Именно это обстоятельство позволяет на основе указанной модели в лучшем случае получить самую обобщенную картину качественных взаимоотношений исходных и конечных характеристик процесса. Да и то в большинстве случаев требуется целый ряд функций, получение которых маловероятно, а без них результаты применения модели неправдоподобны по признанию самих авторов модели.

Очевидно, что выход может состоять только в детальном исследовании элементарных подпроцессов, происходящих при АТР как в ТЭРГ, так и на границе газ-поверхность, причем в этом случае недостаточно ограничиться подходом, с точки зрения микротехнологий, ибо наиболее точное представление о процессах модификации поверхностного слоя можно получить па наноуровне, т. е. когда будут рассматриваться взаимодействия частиц молекулярных или атомарных размеров. Именно такую задачу ставили перед собой авторы двух первых моделей, последовательность упоминания о которых выше соответствует хронологии развития теории процесса. Рассмотрим их более детально, причем в основу анализа будет положен принцип возможности энергетического обеспечения всех явлений (элементарных подпроцессов) АТР.

Модель Кёльбеля И. Лахтина Ю. М. в самом схематическом виде может быть изложена следующим образом. Ионы азота в газовой среде сталкиваются с частицами распыленного железа, образуют низший нитрид FeN, молекулы которого под воздействием направленного к поверхности падающего потока адсорбируются поверхностью. Затем, как следствие взаимодействия, именно между молекулами низших нитридов происходит их последовательное преобразование в высшие нитриды, то есть от одной молекулы нитрида другой передаются атомы железа, при этом образуются нитриды Fe2N, Fe3N, Fe4N и высвобождается атомарный азот, который по общим законам диффузии распространяется в глубь поверхностных слоев, образуя твердый раствор.