4.位错密度的测定
光伏检测——位错密度的测定
XQ 编写
一、位错密度的测定步骤
1、切割、研磨样品。
2、化学抛光：采用HF:HNO3=1：（3~5)的抛光液。注意反应不要太剧烈，以避免样品氧化。
最好不让晶体表面暴露于空气之中。
3、化学腐蚀：一般HF:CrO3(33%)水溶液=1：1的腐蚀液，此腐蚀液具有择优性，且显示可
靠。
4、在腐蚀液中侵泡10～15min可以全部显露出来。
5、在显微镜下观看位错的面密度（ND）
D N
N
S
S——单晶截面积；N——穿过截面积S的位错线。
金相显微镜视场面积的大小需依据晶体中位错密度的大小来选定。一般位错密度大时，放大倍数也应大些。国家标准（GB1554-79）中规定：位错密度在104个/cm2以下者，采用1mm2的视场面积；位错密度在104个/cm2以上者，采用0.2 mm2的视场面积。并规定取距边缘2mm的区域内的最大密度作为出厂依据。
二、样品制备
1、根据晶体收尾情况及位错线的长度，在晶体上标明位错片的位置，头部在等径处标明位错片位置。
2、从硅单晶部位取厚度为3mm硅片并编号。
3、硅片用金刚砂研磨只无刀痕、无滑道，并清洗干净（金刚砂粒度不大于28μm）。
4、进行化学抛光，待硅片与抛光液反应产生的氮氧化物黄色烟雾快尽时，用大量离子交换水冲洗干净，重复上述操作，直到样品光亮至镜面。要求抛光面无划道、无浅坑、无氧化、无沟槽等。
抛光液配比：HF:HNO3=1：（3~5)（体积比）
HF纯度：化学纯HNO3纯度：化学纯
三、（100）缺陷显示
将样品待测面向下放入腐蚀槽中，倒入足量的Shimmel腐蚀液进行腐蚀，使液面高出样品1cm，腐蚀时间为10～15min。
Shimmel腐蚀液配比：HF:铬酸溶液=2：1（体积比）使用前配置
铬酸溶液配置：称取75g CrO3放入1000mL容量瓶中，用水完全溶解后（需搅拌），在用水稀释至刻度，摇匀。
HF纯度：化学纯CrO3纯度：化学纯
四、缺陷显示
1、在无光泽黑色背景下的平行光照射下，用肉眼观察样品缺陷的宏观分布。
2、在显微镜下根据缺陷的微观特征判断缺陷的性质。若观察到有位错存在，则必须计算其密度。
五、三氧化铬简介
三氧化铬，分子量100.01g/mol，红色晶体，易潮解，强氧化剂。高毒性，致癌性。
呼吸系统防护：可能接触其粉尘时，应该佩戴自吸过滤式防尘口罩。必要时，佩戴自给式呼吸器。
手防护：戴橡胶手套
急救措施：皮肤接触：脱去被污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤；眼睛接触：
提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗，就医。
11种密度的测量方法(中考必备)
量密度的方法测（中考必备） 一、弹簧秤读数差法： 若固体密度大于液体密度，可用此法测固体密度。 例1：给你一把弹簧秤、足量的水、细绳、如何测石块密度。 方法：（1）细绳系住石块，用弹簧秤称出石块在空气中重G1 （2）将石块浸没水中记下弹簧秤示数G2 （3）推导：F浮=G1-G2 V石= V排=F浮/ρ液g=(G1-G2)/ρ水g ρ石=G石/V石g=G1÷( G1-G2)/ρ水g= G1ρ水/(G1-G2) 二、比较法： 若固体密度大于水的密度，大于待测液体密度，可用此法测待测液体密度。例2：给你弹簧秤、细绳、石块、足量的水和牛奶，如何测出牛奶的密度。方法：（1）细绳系住石块，用弹簧秤称出石块在空气中重G1 （2）将石块浸没水中记下弹簧秤示数G2 （3）将石块浸没牛奶中下弹簧秤示数G3 （4）推导： 在水中受到的浮力：F1=G1-G2即ρ水gV石= G1-G2 在奶中受到的浮力：F2=G1-G3即ρ奶gV石= G1-G3 两式比较得：ρ奶= (G1-G3)ρ水/(G1-G2) 三、沉锤法： 若物体密度小于已知液体的密度，可用此法测量。 例3（物体密度小于液体密度）现有一木块、一铁块、足量的水、细绳、弹簧秤、测木块密度 方法：
（1）细绳系住木块，用弹簧称称出木块在空气中重G1 （2）在木块下再系一铁块，将铁块浸没水中记下示数G2 （3）将木块、铁块都浸没水中，记下弹簧秤示数G3 （4）推导：木块受到的浮力：F浮=G2-G3 木块的体积为：V木= V排=F浮/ρ液g=( G2-G3)/ρ水g 木块的密度为：ρ木= G木/V木g=G1ρ水/(G2-G3) 四、曹冲秤象法： 用此法可测固体密度，也可测液体密度。 例4：现有量筒、一个烧杯、足量的水、如何测一石块的密度。 方法：（1）将石块放入烧杯底部中央，再把烧杯放入水中，在烧杯和水面相交处作记号。 （2）将石块取出，向烧杯中倒水，一直到记号处与水面相平。 （3）将烧杯内的水倒入量筒内，记下体积V1 （4）量筒内放入石块，使其浸没，记下体积V2 （5）推导：m石=m水=ρ水V1 V石=V2-V1 ρ石= m石/V石=V1ρ水/( V2-V1) 五、漂浮法： 若物体密度小于已知液体的密度，可用此法测量。 例5：现有蜡块、量筒、足够的水、如何测出蜡块的密度。 方法：（1）往量筒内倒入适量的水，记下体积V1 （2）将蜡块放入水中，静止后记下量筒中水的体积V2 （3）使蜡块浸入（可用手压）水中，记下体积V3 （4）推导：F浮=G 即ρ水gV排=m蜡g V排=V2-V1 V蜡=V3-V1 ∴ρ蜡=(V2-V1)ρ水/(V3-V1) 六、排水法：
密度的特殊测量方法
密度测量方法 纵观多年的中考试卷，密度是中考的一个重点，同时又是中考的热点，密度的考查主要以操作性的实 验题型出现，在考查知识的同时兼顾实验操作技能的考查，按照教科书，根据密度的计算公式ρ＝m/v ， 利用天平和量筒，分别测出被测物的质量m 和体积v ，则可算出被测物的密度，这是最基本的测定物质密 度的方法。近年来的中考试题，则往往是天平、量筒不会同时具备，此时只要适当有些辅助器材，同样可 以完成测定物质的密度，现将几种测定物质密度的方法提供如下。 一、测固体密度 基本原理:ρ=m/V 1． 常规法： 器材：天平、量筒、水、金属块、细绳 步骤：1）、用天平称出金属块的质量m ； 2）、往量筒中注入适量水，读出体积为V 1， 3）、用细绳系住金属块放入量筒中，浸没，读出体积为V 2。 表达式：ρ=m/(V 2-V 1) 测固体体积：不溶于水 密度比水大 排水法测体积 密度比水小 按压法、捆绑法、吊挂法、埋砂法。 溶于水 饱和溶液法、埋砂法 整型法 如果被测物体容易整型，如土豆、橡皮泥，可把它们整型成正方体、长方体等， 然后用刻度尺测得有关长度，易得物体体积。 例：正北牌方糖是一种用细白沙糖精制而成的长方体糖块，为了测出它的密度，除了一些这种糖块外还有 下列器材：天平、量筒、毫米刻度尺、水、白沙糖、小勺、镊子、玻璃棒，利用上述器材可有多种测量方 法。请你答出两种测量方法，要求写出（1）测量的主要步骤及所测的物理量。（2）用测得的物理量表示 密度的式子。 饱和溶液法： 方案一：用天平测出糖块的质量m ，再把糖块放入量筒里，倒入适量白沙糖埋住方糖，晃动量筒，使 白沙糖表面变平，记下白沙糖和方糖的总体积V 1，用镊子取出方糖，再次晃动量筒，使白沙糖表面变平，记下白沙糖的体积V 2，则ρ=2 1V V m - 方案二：用天平测出糖块的质量。用橡皮泥将糖块包好放入水中，测出水、橡皮泥、糖块的总体积V 1， 取出糖水，测出水和橡皮泥的体积V 2，算出糖块体积V=V 1-V 2。利用公式算出糖块密度。 方案三：用天平测出3块方糖的质量m ，向量筒里倒入适量的水并放入白沙糖，用玻璃棒搅动制成白沙 糖的饱和溶液，记下饱和溶液的体积V 1，再把3块方糖放入饱和溶液中，记下饱和溶液和方糖的总体积 V 2，则密度1 2V V m -=ρ。 方案四：用天平测出其质量，用刻度尺量出它的长、宽、厚，算出其体积，再用密度公式计算出糖块的 密度。 2． 浮力法——弹簧秤 器材：弹簧秤、金属块、水、细绳 步骤：1）、用细绳系住金属块，用弹簧秤称出金属块的重力G ； 2）、将金属块完全浸入水中，用弹簧秤称出金属块在水中的视重G /； 表达式：ρ=Gρ水/(G-G /) 例：不准用量筒，测量工具只用弹簧秤，如何测量某个小石块的密度。写出你的测量方法步骤及小石块密 度的表达式。
20CrMnTi钢的位错密度及晶体结构
文章编号:1671-5497(2004)01-0031-04 收稿日期:2003201225. 基金项目:“九五”国家科技攻关资助项目(962A22203202). 作者简介:程万军(1963-),男,吉林长春人,讲师,博士研究生.E -mail :wjylover @https://www.360docs.net/doc/b312325916.html, 20CrMn Ti 钢的位错密度及晶体结构 程万军1,高占民2,黄良驹2 (11吉林大学材料科学与工程学院,吉林长春 130025;21吉林大学辊锻工艺研究所,吉林长春 130025) 摘 要:采用X 射线衍射法及新的线性分析理论,准确地测量了不同应变量时20CrMn Ti 钢的 位错密度,分析了应变量与位错密度的关系。结果表明:位错密度随变形量的增加而提高,退 火状态时位错密度较低。透射电镜试验证明了20CrMn Ti 退火后的组织为铁素体和珠光体, 晶内位错表态为“曲折”形的位错线,变形后形成胞状结构,同时有孪晶出现。胞状结构的出现 大大提高了钢的强度。关键词:20CrMn Ti 钢;X 射线衍射;位错密度;晶体结构;位错形态中图分类号:TG144 文献标识码:A Determination of dislocation densities and crystal structure on 20CrMnTi steel CHEN G W an 2j un 1,GA O Zhan 2m i n 2,HUA N G L iang 2j u 2 (1.College of M aterial Science and Engineering ,Jilin U niversity ,Changchun 130025,China ;2.Roll Forging Institute ,Jilin U niversity ,Changchun 130025,China ) Abstract :Dislocation densities in 20CrMn Ti steel under different sizes of strain were determined exactly by X 2ray diffraction method and a new profile analysis theory.The relation of strain and dislocation densities was analyzed.The results show that the increase of dislocation density is accompanied by the increase of deformation amount.The dislocation density has lower value when the steel is annealed.TEM tests prove that 20CrMn Ti become ferrite and pearlite after annealing.Intragranular dislocation appears as zigzag dislocation line and comes into being cell structure with the appearance of twin crystals after deformation.Cell structure improves the strength of steel greatly. K ey w ords :20CrMn Ti steel ;X 2ray diffraction ;dislocation densities ;crystal structure ;dislocation mode 自从1934年由Taylor ,PoLanyi 和Orowan 3人几乎同时将位错概念引入晶体中并与晶体的不均匀滑移变形相联系以来,位错理论已成为分析金属材料许多重要行为(特别是力学行为)的理论依据。虽然实际金属中位错非均匀分布,且强化常常取决于位错的局部交互作用,但仍以平均位错密度来表征对基体的强化作用,故准确测量具体金属中的位错密度有实用意义。本研究采用X 射线衍射法和新的线形分析理论[1～5],测定了不同变形条件下的位错密度,并分析了影响位错密度的因素。为了深入研究冷塑性变形的强化机制,利用透射电子显微镜对其晶体结构和位错组态进行了研究[6～8]。 第34卷 第1期 吉林大学学报(工学版) Vol.34 No.12004年1月Journal of Jilin University (Engineering and Technology Edition ) Jan.2004
测量物体密度的方法
测量物体密度的方法 一、测固体密度 基本原理:ρ=m/V： 1、称量法： 器材：天平、量筒、水、金属块、细绳 步骤：1）、用天平称出金属块的质量； 2）、往量筒中注入适量水，读出体积为V1， 3）、用细绳系住金属块放入量筒中，浸没，读出体积为V2。 计算表达式：ρ=m/(V2-V1)
2、浮力法(一)： 器材：木块、水、细针、量筒 步骤：1）、往量筒中注入适量水，读出体积为V1；2）、将木块放入水中，漂浮，静止后读出体积 V2；3）、用细针插入木块，将木块完全浸入水中，读出体积为V3。 计算表达式：ρ=ρ水 (V2-V1)/(V3-V1) 5、浮力法（二）：
器材：刻度尺、圆筒杯、水、小塑料杯、小石块 步骤：1）、在圆筒杯内放入适量水，再将塑料杯杯口朝上轻轻放入，让其漂浮，用刻度尺 测出杯中水的高度h1; 2)、将小石块轻轻放入杯中，漂浮，用刻度尺测出水的高度h2; 3)、将小石块从杯中取出，放入水中，下沉，用刻度尺测出水的高度h3. 计算表达式：ρ=ρ水
(h2-h1)/(h3-h1) 3、密度计法： 器材：鸡蛋、密度计、水、盐、玻璃杯 步骤：1）、在玻璃杯中倒入适量水，将鸡蛋轻轻放入，鸡蛋下沉； 2）、往水中逐渐加盐，边加边用密度计搅拌，直至鸡蛋漂浮，用密度计测出盐水的 密度即等到于鸡蛋的密度；
二、液体的密度： 1、称量法： 器材：烧杯、量筒、天平、待测液体 步骤：1）、用天平称出烧杯的质量M1； 2）、将待测液体倒入烧杯中，测出总质量M2； 3）、将烧杯中的液体倒入量筒中，测出体积V。 计算表达：ρ=(M2-M1)/V 2、比重杯法 器材：烧杯、水、待液体、
测量液体密度的方法
测量液体密度的方法 一、常规法 1. 主要器材：天平、量筒 2. 测量步骤： （1）在烧杯中装适量的未知液体放在调节好的天平上称出其质量m 1； （2）将烧杯中的未知液体倒一些在量筒中测出其体积V ； （3）将盛有剩下未知液体的烧杯放在天平上，测出它们的质量m 2 3. 计算结果：根据V m = ρ得V m m 12-=液ρ 二、密度瓶法 1. 主要器材：天平、未知液体、玻璃瓶、水 2. 测量步骤： （1）用调节好的天平测出空瓶的质量m 0 （2）在空瓶中装满水，测出它们的总质量m 1 （3）把水倒出，再将空瓶中装满未知液体，测出它们的质量m 2 3. 计算结果： 液体的质量：02m m m -=液 液体的体积：水水液ρ01m m V V -== 液体的密度：水液ρρ0 102m m m m --= 三、密度计法 1. 主要器材：自制密度计、未知液体、量筒 2. 测量步骤： （1）把铁丝缠在细木棍下端制成简易的密度计； （2）在量筒中放适量的水，让密度计漂浮在水中，测出它在水中的体积V 水 （3）在量筒中放适量的未知液体，让密度计漂浮在液体中，测出它在液体中的体积V 液 3. 计算结果：水液水液ρρV V =
四、浮力法 1. 主要器材：弹簧测力计、水、金属块、未知液体 2. 测量步骤： （1）用弹簧测力计测出金属块在空气中受到的重力G 0； （2）用弹测力计测出金属块浸没在水中受到的重力G 1； （3）用弹簧测力计测出金属块浸没在未知液体中受到的重力G 2。 3. 计算结果：水液ρρ1020G G G G --= 五、浮体法 1. 主要器材：刻度尺、未知液体、水、正方体木块 2. 测量步骤： （1）将木块平放在水中漂浮，测出木块浸在水中的深度h 1 （2）将木块平放在液体中漂浮，测出木块浸在液体中的深度h 2 3. 计算结果：水液ρρ21h h =
大学物理实验- 密度的测量
实验 密度的测量 ·【实验目的】 1、 学习用流体静力称衡法测量固体和液体的密度。 2、掌握物理天平的正确使用方法。 ·【实验仪器】 物理天平、游标卡尺、水杯及待测样品（铜圆柱体，盐水）。 ·【实验原理】 1、固体的密度的测量： （一）规则物体的密度测量： 设物体质量为m ，体积为V ，则该物体的密度为 V m =ρ （1） 对形状规则的圆柱体，质量m 可由物理天平称出，体积V 可以直接测量物体的外形尺寸，然后应用几何公式计算出来。即： h d V 2 4 1π= （2） 其中d 是圆柱体直径：h 是圆柱体高度。于是 h d m 2 4πρ= （3） （二）不规则物体的密度测量： (1) ρ﹥1的固体 根据阿基米德原理，物体浸在液体中所减少的重量（P 1-P 2），即受到的浮力：等于它所排开同体积液体的重量。故有 Vg P P t ρ=-21 （4） 如果用天平分别称出物体在空气中的质量m 1（g m P 11=）及物体浸没在水中的表现质量m 2（g m P 22=），则()g m m 21-就等于物体与同体积的水的重量， ()21m m -即为这部分水的质量。 物体所排开的水的体积（即物体的体积）为
t m m V ρ2 1-= （5） 则固体的密度： 2 11m m m t -=ρρ （6） 这就是流体静力称衡法的基本原理。 (2) ρ﹤1的固体 设待测物(ρ﹤1)在空气中的质量为2m ，辅助物(ρ﹥1)在空气中的质量和浸没于水中的表观质量分别为0m 和1m ，将两个物体连在一起后完全浸没于水中的表观质量为3m ，则辅助物和待测物一起完全浸没于水中时受到的浮力为 g m m m F )(302' -+= 而待测物浸没于水中时受到的浮力则为 g m m g m m m Vg F )()(10302---+==水ρ 即待测物体积： 水ρ/)(312m m m V -+= 由定义式V m /2=ρ可得待测物密度 3 122m m m m -+= 水 ρρ 2、液体的密度测量： 此法要借助于不溶于水并且和被测液体不发生化学反应的物体（一般用玻璃块）。 设物体的质量为1m ，将其悬吊且浸没在被测液体中的称衡值为3m ，悬吊且浸没在水中的称衡值为2m ，则参照上述讨论，可得液体的密度ρ等于 2 131m m m m t --=ρρ （7） ·【实验内容与步骤】 （一）测量圆柱体的密度： 1、用游标卡尺测量圆柱体的直径和高度，每个物理量测5次，并将测量结果记录于表（1）中。按直接测量结果表示的要求，计算它们的不确定度，并将测量结果表示出来。 2、用物理天平测量圆柱体的质量。只要求测量一次。按只测一次确定不确
固体密度的测量方法汇总
固体密度的测量方法汇总 钢城实验学校 闫晓丽 物理学是一门以实验为基础的学科，在初中物理的学习中，密度的测量贯穿整个力学内容，测量的方法涉及到质量、密度、浮力、压强、机械等知识，然而在教学教材中只简单的介绍了利用测质量、体积从而计算密度的间接测量方法，其实还有很多的方法。本论文，正是要较全面的搜索、概括、归纳固体密度的各种测量方法。 （一）v m 法： 1.基本法 原理:ρ=m/V 器材：天平、量筒、水、金属块、细绳 步骤：1）、用天平称出金属块的质量m ； 2）、往量筒中注入适量水，读出体积为V 1， 3）、用细绳系住金属块放入量筒中，浸没，读出体积为V 2。 表达式：) (12v v m -=ρ 测固体体积方法如下： ① 不溶于水 密度比水大 排水法测体积 例题：（2010年重庆物理中考试题）17.五一节，教物理的晓丽老师在解放碑百货店买了一个金灿灿的实心饰品，同学们特别想知道这个饰品是否是纯金的（ρ金=19.3×103kg/m 3）。他们选用托盘天平、量筒、细线、烧杯和水等，进行了如下的实验操作： A.把托盘天平放在水平桌面上； B.把游码放在标尺的零刻度线处，调节横梁上的平衡螺母，使横梁在水平位置平衡； C.将饰品用细线系好后慢慢地放入量筒中，并记下水和饰品的总体积
D.在量筒中倒入适量的水，并记下水的体积； E.将饰品放在左盘中，在右盘中增减砝码并移动游码直至横梁在水平位置平衡。 请你帮组同学们回答下面五个问题： （1）正确的实验操作顺序是：A、B （余下步骤请用字母序号填出）；（2）在调节平衡螺母时，发现指针偏向分度盘的左侧，如图16甲所示。此时应将平衡螺母向端调节（选填“左或右”），直到指着指向分度盘的中央。 （3）用调好的天平称量饰品的质量，当天平再次平衡时，右盘中砝码的质量和游码的位置如图16乙所示，则饰品的质量是g；用细线拴好饰品放入装有适量水的量筒中，如图16丙所示，则饰品的体积是cm3； （4）通过计算可知饰品的密度为g/cm3，由此可以确定饰品不是纯金的；（5）适量的水”的含义 是。 ②密度比水小按压法、捆绑法、吊挂法、埋砂法。 例题：（2002年重庆物理中考试题）13．请测定一形状不规则的石蜡块的体积v（已知石蜡的密度为ρ，水的密度为ρ水，且ρ＜ρ水）．所用器材不限．要求： （1）写出使用的主要器材、简要步骤和需要测定的物理量， （2）写出相应的体积表达式． 王强同学已设计出了一种方法（见方法一），请你再设计三种不同的方法，并按要求填在横线上． 方法一：（1）用天平称出石蜡块的质量m．（2）V＝m/ρ
密度测量方法汇总己
密度测量方法汇总己 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】
密度测量方法汇总 一、天平量筒法 1、常规法 实验原理：ρ= m/v 实验器材：天平（砝码）、量筒、烧杯、滴管、线、水、石块 实验步骤： （1）调节好的天平，测出石块的质量m ； （2）在量筒中倒入适量的水，测出水的体积V 1 （3）将石块用细线拴好，放在盛有水的量筒中，（排水法）测出总体 积V 2； 实验结论： 2、天平测石块密度 方案1（烧杯、水、细线） 实验原理：ρ= m/v 实验器材：天平、水、空瓶、石块 实验过程： 1、用天平测石块质量m 1 2、瓶中装满水，测出质量m2 1 2v v m －＝ V m = ρ
3、将石块放入瓶中，溢出一部分水后，测出瓶、石块及剩余水的质量m 3 推导及表达式：m排水=m1＋m2－m3 V石=V排水 =(m1＋m2－m3)／ρ水 ρ石=m 1／V石=m 1ρ水／(m1＋m2－m3) 方案2（烧杯、水、细线） 实验原理：ρ= m/v 实验器材：烧杯、天平、水、细线、石块 实验过程： 1、在烧杯中装适量水，用天平测出杯和水的总质量m 1 2、用细线系住石块浸没入水中，使石块不与杯底杯壁接触，用天平测总质量 m2 3、使石块沉入水底，用天平测出总质量m 3 推导及表达式：m石=m3－m1 V石=V排=（m2－m1)／ρ水 ∴ρ石=m石／V石=(m3－m1)ρ水／（m2－m1) 3、等体积法 实验器材：天平(含砝码)、刻度尺、烧杯(无刻度)、适量的水、足量的牛奶、细线。
1.用调节好的天平，测出空烧杯的质量m 0； 2.将适量的水倒入烧杯中，用天平测出烧杯和水的总质量m 1，用刻度尺量出水面达到的高度h （或用细线标出水面的位置）； 3.将水倒出，在烧杯中倒入牛奶，使其液面达到h 处（或达到细线标出的位置），用天平测出烧杯和牛奶的总质量m 2。 实验结果： ∵ 因为水和牛奶的体积相等， V 牛＝V 水 ∴ 4、 等质量法 实验器材：天平、刻度尺、两个相同的烧杯(无刻度)、适量的水、足量的牛奶、滴管。 实验步骤： （1）调节天平，将两个相同的烧杯分别放在天平的左右盘上； （2）将适量的水和牛奶分别倒入两个烧杯中，直至天平再次平衡为止； （3）用刻度尺分别测量出烧杯中水面达到的高度h 水和牛奶液面达到的高度h 牛。 水 水 牛 牛 ＝ ρρm m
14.位错密度
()四位错密度 应用一些物理的和化学的实验方法可以将晶体中的位错显示出来 1. 如用浸蚀法可得到位错腐蚀坑，由于位错附近的能量较高，所以位错在晶体表面露头的地方最容易受到腐蚀，从而产生蚀坑。位错腐蚀坑与位错是一一对应的。 2. 此外用电子显微镜可以直接观察金属薄膜中的位错组态及分布 3. 还可以用X 射线衍射等方法间接的检查位错的存在 位错的形态特点： ● 由于位错是已滑移区和未滑移区的边界，所以位错线不能中止在品体内部，而只能中止在晶体的表面或晶界上。 ● 在品体内部，位错线一定是封闭的，或者自身封闭成一个位错圈，或者构成三维位错网 图1.42是晶体中三维位错网络示意图 图1.43是晶体中位错的实际照片 位错密度的概念: ● 在实际晶体中，经常会含有大量的位错，通常把单位体积中所包含的位错线的总长度称为位错密度即V L =ρ。式中，V 是晶体体积，L 为该晶体中位错线的总长度，ρ的单位为2-m 。 ● 位错密度的另一个定义是：穿过单位截面积的位错线数目，单位也是2-m 。 位错密度有多大
一般在经过充分退火的多晶体金属中，位错密度达2121010~10-m ，而经过剧烈冷塑性变形的金属，其位错密度高达2161510~10-m ，即在31cm 的金属内，含有千百万公里长的位错线。 金属材料的强度和位错密度之间的关系： 1. 不含位错的金属强度： ? 如果金属中不含位错，那么它将有极高的强度，目前采用一些特殊方法 已经能制造出几乎不含位错的结构完整的小晶体—直径约为 m μ2~05.0、长度为mm 10~2的晶须，其变形抗力很高 ? 例如直径m μ6.1的铁晶须，其抗拉强度竟高达213400m MN ，而工业上应用的退火纯铁，抗拉强度则低于2300m MN ，两者相差40多倍。 ? 不含位错的晶须，不易塑性变形，因而强度很高，而工业纯铁中含有位 错，易于塑性变形，所以强度很低。 2. 如果采用冷塑性变形等方法使金属中的位错大大提高，则金属的强度也可以 随之提高。 3. 金属强度与位错密度之间的关系如图1.44所示。图中位错密度m ρ处，晶体的 抗拉强度最小，相当于退火状态下的晶体强度，当经过加工变形后，位错密度增加，由于位错之间的相互作用和制约，晶体的强度便又上升。
十种密度测量方法
测量物质密度的方法 、测物质密度的原理和基本思路 第一种方法：常规法（天平和量筒齐全） i ?形状规则的物体 ① ?仪器：天平、刻度尺 ② ?步骤：天平测质量、刻度尺量边长 V=abh 2?形状不规则的物体 ① ?仪器：天平、量筒、水 ② ?步骤：天平测质量、量筒测体积 V=V 2-V 1 ③ .表达式： 「物 = ------- V 2 -V 1 3.测量液体的密度： ① .仪器：天平、量筒、小烧杯。待测液体。 ② .步骤：第一步：天平测烧杯和待测液体的总质量 为V ，第三步：测出剩余液体和烧杯的总质 m 2。 ③ .表达式: 【想一想】 为什么不测空烧杯的质量？如果先测出空烧杯的质量在再装入适量液体，然后将全部 液体 倒入量筒测出体积，也能测出密度，这样做对测量结果有什么影响？ 1.实验原 理：亠巴 V ①物体的质量 m ②物体的体积 V 3基本思路 （1）解决质量用：①天平 ②弹簧秤 （2）解决体积用： ① 刻度尺（物体形状规则） G m ③量筒和水 g 漂浮: ② 量筒、水、（加）大头针 ③ 天平（弹簧 秤） V 物 =V 排水 利用浮力 F 浮 G - F 拉 '水 g '水 g 、必须会的十种测量密度的方法（无特殊说明，设 P 物＞P 液，就是物体在液体中下沉。） abh 式: m i 质量、第二步：将一部分液体倒入量筒中测出体积 2.解决两个问题：
【想一想】假如被测固体溶于水，比如：食盐、白糖、如何用量筒测出体积？
第二种方法：重锤法（卩液＞P物） 1仪器：天平砝码量筒水细线重物（石块） 2:步骤： 1?器材：天平（含砝码）、细线、小烧杯、溢水杯和水?待测木块 2?步骤：①用天平测出木块的质量m. ②在量筒中放适量的水。 ③将石块和木块用细线栓在一起石块在下木块在上之间有适当距离。将石块浸没在量筒中，记下体积 ④将木块浸没量筒中。记下体积V2 3.表达式：m H物= -------------- V2 -V i 【想一想】为什么要把石块放入量筒中在记录数据V i ?为什么没有记录装入量筒中水的体积? 第三种方法：溢水等体积法（有天平、没有量筒） 丄一一m2 +m i — m3 V i 3:表达式: m1 m3 一m 2 第四种方法：密度瓶法 1.器材：天平（含砝码）、细线、小烧杯、水. 2涉骤：m3一m2 3.表达式: m1 m2 m j - m3 1.器材：天平砝码、小烧杯、水、溢水杯、待测物体 2涉骤：
砷化镓单晶位错密度的测量方法
《砷化镓单晶位错密度的测量方法》 标准编制说明 1. 工作简况 根据中国有色金属协会字XXXX第XXX号文，由有研光电新材料有限责任公司负责对自2003开始实施的国家标准 GB 8760 - 2003 《砷化镓单晶位错密度的测量方法》进行修订。修订工作从2016年10月起至2018年11月止，完成标准送审稿, 文稿修订人赵敬平、王彤涵、赵素晓、许兴、许所成。 原标准中对测试方法的适用范围、测量仪器、测量过程和计算方法的规定仍然适合于现在的实际应用情况。标准修改的内容主要是在制样过程中引进了研磨机、化学抛光液配比做了修正、腐蚀过程稍作变动，增加了用带数码成像的显微镜测量平均位错的方法。 2. 应用情况 本标准规定的测量方法是测量砷化镓单晶材料位错密度的典型测量方法，所使用的仪器设备成本不高，测量精度能满足绝大多数应用需求，本行业内各单位测量位错密度均采用相同或相似测量方法。近年来相关的改进主要是在仪器方面，主要就是在观测显微镜中加入计算机数码成像系统，使位错腐蚀坑的统计计算和图象记录更方便快捷。 3. 主要修改内容 依据 GB/T1.1-2009 标准化工作导则所确定的规则,在“前言”中，加入了本标准的主要修订内容，使文本更简明，条理更清晰。 修改的条款有： 原4.2条中只讲述了用手工研磨试样，在实际工作中可以用研磨机研磨试样，本标准增加了研磨机研磨试样的过程。 原4.3条款中规定H 2SO 4 ：H 2 O 2 ：H 2 O=3：1：1（体积比），但在实际工作中发 现H 2SO 4 ：H 2 O 2 ：H 2 O=2：1：1（体积比）能缩短抛光时间，且减少硫酸的排放。原4.4条款中“待熔化并澄清后（约400℃）”，在实际工作中，要准确测量 并且稳定控制坩埚内的温度比较困难，也将导致设备复杂程度和测量成本的大幅度提高,且只要熔化的氢氧化钾呈现澄清状态，选择适当的腐蚀时间，都能得到清晰的腐蚀坑，故不再对温度做限制。 原条款5和条款6中，未提及带数码成像的显微镜，在本次修订中做了补充。 修改后标准的主要技术水平与原标准相当。 4. 国外情况 制定原标准时参考了国外标准《ASTM F47》，这项标准主要是有关硅晶体材料的测量标准。现在已制定了针对砷化镓晶体材料的标准《ASTM F1404-92（2007）》，此项标准中与本标准相应的内容基本一致。 5. 建议 建议将此项标准作为推荐性国家标准。
密度的测量方法与误差分析
密度的测量方法与误差分析 一、单选题(共5道，每道8分) 1.某同学没有使用量筒也测出了牛奶的密度。他的方法是这样的：先用天平测出空杯子的质量是50g，然后测得一满杯牛奶的总质量是120g，最后他将该杯装满水，又用天平测得这杯水的总质量是118g。请你帮该同学算一算牛奶的密度是( ) A. B. C. D. 2.小明在帮妈妈洗菜时，发现土豆在水里是沉在盆底的，他比较好奇土豆的密度是多大。下列器材不能测出土豆密度的是( ) A.小刀、刻度尺、天平和砝码 B.小刀、水、食盐、密度计 C.小刀、量筒、细线、水、天平（无砝码） D.小刀、天平（无砝码）、两只相同的烧杯、水、量筒、细线 3.某同学用天平和量筒测一物体密度，在用量筒测物体体积时，没有将物体全部浸入量筒内的水中，而其他步骤都是正确的。则此同学最终测得该物体的密度比真实值( ) A.偏大 B.偏小 C.不变 D.无法判断 4.某种需砂质量为m，倒入量筒中，使需砂上表面水平，刻度显示的读数为，再将体积为 的水倒入盛有需砂的量筒内，充分搅拌后，水面显示读数为，则需砂的密度为( ) A. B. C. D. 5.小军用如图所示的器材测量某种液体的密度：在已调好的天平托盘中分别放置两个完全相同的圆柱形容器，左盘中容器内装的是水，右盘中容器内装的是待测液体。天平重新平衡时 测得水的高度为，待测液体的高度为，则待测液体的密度是( ) A. B. C. D. 二、填空题(共8道，每道12分) 6.小亮同学在用天平和量筒测盐水的密度时，他调好天平后，按图中甲、乙、丙的顺序进行实验。根据图中数据可知，量筒中盐水的质量是____g，盐水的密度是____。
位错密度的测定
光伏检测——位错密度的测定 XQ 编写 一、位错密度的测定步骤 1、切割、研磨样品。 2、化学抛光：采用HF:HNO3=1：（3~5)的抛光液。注意反应不要太剧烈，以避免样品氧化。 最好不让晶体表面暴露于空气之中。 3、化学腐蚀：一般HF:CrO3(33%)水溶液=1：1的腐蚀液，此腐蚀液具有择优性，且显示可 靠。 4、在腐蚀液中侵泡10～15min可以全部显露出来。 5、在显微镜下观看位错的面密度（ND） D N N S S——单晶截面积；N——穿过截面积S的位错线。 金相显微镜视场面积的大小需依据晶体中位错密度的大小来选定。一般位错密度大时，放大倍数也应大些。国家标准（GB1554-79）中规定：位错密度在104个/cm2以下者，采用1mm2的视场面积；位错密度在104个/cm2以上者，采用0.2 mm2的视场面积。并规定取距边缘2mm的区域内的最大密度作为出厂依据。 二、样品制备 1、根据晶体收尾情况及位错线的长度，在晶体上标明位错片的位置，头部在等径处标明位错片位置。 2、从硅单晶部位取厚度为3mm硅片并编号。 3、硅片用金刚砂研磨只无刀痕、无滑道，并清洗干净（金刚砂粒度不大于28μm）。 4、进行化学抛光，待硅片与抛光液反应产生的氮氧化物黄色烟雾快尽时，用大量离子交换水冲洗干净，重复上述操作，直到样品光亮至镜面。要求抛光面无划道、无浅坑、无氧化、无沟槽等。 抛光液配比：HF:HNO3=1：（3~5)（体积比） HF纯度：化学纯HNO3纯度：化学纯 三、（100）缺陷显示 将样品待测面向下放入腐蚀槽中，倒入足量的Shimmel腐蚀液进行腐蚀，使液面高出样品1cm，腐蚀时间为10～15min。 Shimmel腐蚀液配比：HF:铬酸溶液=2：1（体积比）使用前配置 铬酸溶液配置：称取75g CrO3放入1000mL容量瓶中，用水完全溶解后（需搅拌），在用水稀释至刻度，摇匀。 HF纯度：化学纯CrO3纯度：化学纯 四、缺陷显示 1、在无光泽黑色背景下的平行光照射下，用肉眼观察样品缺陷的宏观分布。 2、在显微镜下根据缺陷的微观特征判断缺陷的性质。若观察到有位错存在，则必须计算其密度。 五、三氧化铬简介 三氧化铬，分子量100.01g/mol，红色晶体，易潮解，强氧化剂。高毒性，致癌性。 呼吸系统防护：可能接触其粉尘时，应该佩戴自吸过滤式防尘口罩。必要时，佩戴自给式呼吸器。 手防护：戴橡胶手套 急救措施：皮肤接触：脱去被污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤；眼睛接触：提起
9种密度的测量方法(中考必备)
测量密度的方法（中考必备） 一、用天平和量筒直接测密度 例1、现有天平、量筒、烧杯、水和大头针，试测出一小块木块的密度。 测量步骤： ⑴用天平测出小木块的质量m1 ⑵用量筒取适量水，体积V1 ⑶用大头针使小木块浸没在水中，测出小木块和水的总体积V2 ⑷表达式：ρ木=m1 /( V2-V1) 二、弹簧秤读数差法： 若固体密度大于液体密度，可用此法测固体密度。 例2：给你一把弹簧秤、足量的水、细绳、如何测石块密度。 方法：（1）细绳系住石块，用弹簧秤称出石块在空气中重G1 （2）将石块浸没水中记下弹簧秤示数G2 （3）推导：F浮=G1-G2 V石= V排=F浮/ρ液g=(G1-G2)/ρ水g ρ石=G石/V石g=G1÷( G1-G2)/ρ水g= G1ρ水/(G1-G2) 三、比较法： 若固体密度大于水的密度，大于待测液体密度，可用此法测待测液体密度。 例3：给你弹簧秤、细绳、石块、足量的水和牛奶，如何测出牛奶的密度。 方法：（1）细绳系住石块，用弹簧秤称出石块在空气中重G1 （2）将石块浸没水中记下弹簧秤示数G2 （3）将石块浸没牛奶中下弹簧秤示数G3 （4）推导： 在水中受到的浮力：F1=G1-G2即ρ水gV石= G1-G2 在奶中受到的浮力：F2=G1-G3即ρ奶gV石= G1-G3 两式比较得：ρ奶= (G1-G3)ρ水/(G1-G2) 四、漂浮法： 若物体密度小于已知液体的密度，可用此法测量。 例4：现有蜡块、量筒、足够的水、如何测出蜡块的密度。 方法：（1）往量筒内倒入适量的水，记下体积V1 （2）将蜡块放入水中，静止后记下量筒中水的体积V2 （3）使蜡块浸入（可用手压）水中，记下体积V3 （4）推导：F浮=G 即ρ水gV排=m蜡g V排=V2-V1 V蜡=V3-V1 ∴ρ蜡=(V2-V1)ρ水/(V3-V1) 、 例5、已知水的密度为ρ1，为了测出某种液体的密度ρ2，给你一只粗细均匀的圆柱形平底试管，一些小铅粒，两个烧杯，一个烧杯内盛待测液体，如图 ⑴要测出待测液体的密度，还需要的仪器是。 ⑵写出简要的测量步骤 ⑶求出液体的密度ρ2
十种密度测量方法
测量物质密度的方法 一、测物质密度的原理和基本思路 1.实验原 理: 2.解决两个问题: ①物体的质量 m ②物体的体积 V 3基本思路 （1）解决质量用: ①天平 ②弹簧秤 ③量筒和水 漂浮： （2）解决体积用： ①刻度尺（物体形状规则） ②量筒、水、（加）大头针 ③天平（弹簧秤）、水 ④弹簧秤、水 利用浮力 二、必须会的十种测量密度的方法（无特殊说明，设ρ物>ρ液，就是物体在液体中下沉。） 第一种方法：常规法（天平和量筒齐全） 1.形状规则的物体 ①.仪器：天平、刻度尺 ②.步骤：天平测质量、刻度尺量边长V=abh ③.表达式： 2.形状不规则的物体 ①.仪器：天平、量筒、水 ②.步骤：天平测质量、量筒测体积V=V 2-V 1 ③.表达式： 3.测量液体的密度： ①.仪器：天平、量筒、小烧杯。待测液体。 ②.步骤：第一步：天平测烧杯和待测液体的总质量m 1质量、第二步：将一部分液体倒入量筒中测出体积为V ，第三步：测出剩余液体和烧杯的总质m 2。 ③.表达式： 【想一想】 为什么不测空烧杯的质量？如果先测出空烧杯的质量在再装入适量液体，然后将全部液体 倒入量筒测出体积，也能测出密度，这样做对测量结果有什么影响？ 【想一想】假如被测固体溶于水，比如：食盐、白糖、如何用量筒测出体积？ V m =ρ排 水浮gV F G ρ==水 排水 排水 物ρm V V ==g F G g F V V 水拉 水浮 排物ρρ-= = =1 2V V m -=物ρabh m =物ρg G m =g F m 浮 = V m m 2 1 -=ρ
第二种方法：重锤法（ρ液>ρ物） 1：仪器：天平砝码量筒水细线重物（石块） 2：步骤： 1.器材：天平（含砝码）、细线、小烧杯、溢水杯和水．待测木块 2.步骤：①用天平测出木块的质量m. ②在量筒中放适量的水。 ③将石块和木块用细线栓在一起石块在下木块在上之间有适当距离。将石块浸没在量筒中，记下体积V 1④将木块浸没量筒中。记下体积V 2 3.表达式： 【想一想】为什么要把石块放入量筒中在记录数据V 1 ？为什么没有记录装入量筒中水的体积？ 第三种方法：溢水等体积法（有天平、没有量筒） 1. 器材：天平砝码、小烧杯、水、溢水杯、待测物体 2. 步骤： 3：表达式： 第四种方法：密度瓶法 1.器材：天平（含砝码）、细线、小烧杯、水． 2.步骤： 分析： 3.表达式： 【想一想】 m 1+m 2－m 3为什么等于待测物体排开水的体积？水都排到哪里去了？ m 1 m 2 m 水 物ρρ2 31 m m m -= 312m m m m -+=排水水 排水物ρ3 12V m m m V -+= =水 物ρρ3 121 m m m m -+= 12V V m -= 物ρ水 物ρρ2 31 m m m -=
国家标准《低位错密度锗单晶片腐蚀坑密度(EPD)的测量方法》
国家标准《低位错密度锗单晶片腐蚀坑密度（EPD）的测量方法》 （征求意见稿）编制说明 一、工作简况 1.立项目的和意义 半导体低位错密度锗单晶片是微电子和光电子的基础材料，广泛应用于太阳能电池、大功率晶体管、发光二极管、红外光学器件和探测器，使得其成为光电探测产业、卫星电池和卫星定位系统（GPS）及现代国防建设的基础材料，并能带动和促进下一代半导体材料的加速发展，成为发达国家与重大的发展中国家都非常重视的战略性基础材料产业。 国内低位错密度锗单晶主要生产厂家云南中科鑫圆晶体材料有限公司、南京中锗科技股份有限公司、天津电子46所、北京通美晶体材料有限公司等，如果太阳能电池用锗单晶片的位错密度过高或不均匀，将严重影响太阳能电池光电转换效率和寿命，国内外太阳能电池客户均要求锗单晶片位错密度小于1000个/cm2。而GB/T 5252-2006《锗单晶位错腐蚀坑密度测量方法》主要应用于直拉法生产的红外锗单晶，其主要适用的位错密度约5000个/cm2-100000个/cm2。本标准规定的方法有利于提高测量低位错密度锗单晶片腐蚀坑密度的精密度和均匀性，便于材料生产、使用厂家的测试。 2.任务来源 根据《国家标准委关于下达2014年第二批国家标准制修订计划的通知》（国标委综合[2014]89号）的要求，由云南中科鑫圆晶体材料有限公司等单位负责起草、编制《低位错密度锗单晶片腐蚀坑密度（EPD）的测量方法》，计划编号20141872-T-469，要求完成时间2015年。 3.标准主编单位简况 云南中科鑫圆晶体材料有限公司是一家专业从事高效率太阳能电池用锗单晶、砷化镓单晶等半导体晶体材料产品研发、生产、销售的高科技企业。为充分发挥中国科学院半导体所在半导体晶体材料研究开发领域的优势及云南临沧鑫圆锗业股份有限公司的资源优势和产业化生产经验优势，满足国内外太阳能、LED产业的高速发展，于2008年6月在昆明高新区共同设立“云南中科鑫圆晶体材料有限公司”（以下简称“中科鑫圆”）。 中科鑫圆公司研究掌握了VGF单晶炉设计、制造及单晶生长热场设计、单晶生长工艺和开盒即用晶片加工工艺等核心产业化生产技术。生产的锗单晶片被国内外客户广泛应用于航空航天太阳能电池和地面聚光光伏电站等高科技领域，填补了国内空白，达到国际先进水平。中科鑫圆公司先后承担了昆明市重大科技项目、云南省重点科技项目和国家科技支撑计划等多项重大科技项目，主持起草了《太阳能电池用锗单晶》、《太阳能电池用砷化
密度测量方法汇总
密度测量方法汇总 一、天平量筒法 1、常规法测固体密度 实验原理：ρ= m/v 实验器材：天平（砝码）、量筒、烧杯、滴管、线、水、石块 实验步骤： （1）调节好的天平，测出石块的质量m ； （2）在量筒中倒入适量的水，测出水的体积V 1 （3）将石块用细线拴好，放在盛有水的量筒中，（排水法）测出总体积V 2； 实验结论： 2、天平测石块密度 方案1（烧杯、水、细线） 实验原理：ρ= m/v 实验器材：天平、水、空瓶、石块 实验步骤： 1、用天平测石块质量m 1 2、瓶中装满水，测出质量m 2 3、将石块放入瓶中，溢出一部分水后，测出瓶、石块及剩余水的质量m 3 推导及表达式：m 排水=m 1＋m 2－m 3 V 石=V 排水 =(m 1＋m 2－m 3)／ρ水 ρ石=m 1／V 石 =m 1ρ水／(m 1＋m 2－m 3) 方案2（烧杯、水、细线） 实验原理：ρ= m/v 实验器材：烧杯、天平、水、细线 、石块 实验步骤： 1、在烧杯中装适量水，用天平测出杯和水的总质量m 1。 2、用细线系住石块浸没入水中，使石块不与杯底杯壁接触，用天平测总质量 m 2. 3、使石块沉入水底，用天平测出总质量m 3 推导及表达式：m 石=m 3－m 1 V 石=V 排=m 排/ρ水=（m 2－m 1)／ρ水 ∴ρ石=m 石／V 石 =(m 3－m 1)ρ水／（m 2－m 1) 3、等体积法测液体密度 实验器材：天平(含砝码)、刻度尺、烧杯(无刻度)、适量的水、足量的牛奶、细线。 实验步骤： 1.用调节好的天平，测出空烧杯的质量m 0； 12v v m V m
2.将适量的水倒入烧杯中，用天平测出烧杯和水的总质量m 1，用刻度尺量出水面达到的高度h （或用细线标出水面的位置）； 3.将水倒出，在烧杯中倒入牛奶，使其液面达到h 处（或达到细线标出的位置），用天平测出烧杯和牛奶的总质量m 2。 实验结果： ∵ 因为水和牛奶的体积相等， V 牛＝V 水 ∴ 4、 等质量法测液体密度 实验器材：天平、刻度尺、两个相同的烧杯(无刻度)、适量的水、足量的牛奶、滴管。 实验步骤： （1）调节天平，将两个相同的烧杯分别放在天平的左右盘上； （2）将适量的水和牛奶分别倒入两个烧杯中，直至天平再次平衡为止； （3）用刻度尺分别测量出烧杯中水面达到的高度h 水和牛奶液面达到的高度h 牛。 实验结果： ∵ 因为水和牛奶的质量相等， m 牛＝m 水 ∴ ρ牛V 牛＝ρ水V 水 ρ牛h 牛S ＝ρ水h 水S ρ牛h 牛＝ρ水h 水 即 ρ牛＝ 二、利用浮力测固体密度： 1、浮力法——天平 器材：天平、金属块、水、细绳 实验步骤： 1）往烧杯装满水，放在天平上称出质量为 m 1； 2）将金属块轻轻放入水中，溢出部分水，再将烧杯放在天平上称出质量为m 2; 3) 将金属块取出，把烧杯放在天平上称出烧杯和剩下水的质量m 3。 表达式：ρ=(m 2-m 3)/ 【(m 1-m 3)/ ρ水】=ρ水(m 2-m 3)/(m 1-m 3) 2．浮力法----量筒 器材：木块、水、细针、量筒 实验步骤： 1）、往量筒中注入适量水，读出体积为V 1； 2）、将木块放入水中，漂浮，静止后读出体积 V 2； 3）、用细针插入木块，将木块完全浸入水中，读出体积为V 3。 表达式：ρ=ρ水(V 2-V 1)/(V 3-V 1) 水 水水牛牛－－＝＝ρρρ0 10 2m m m m m m m m 水 牛水ρ h h