O’zbekiston respublikasi oliy va o’rta ta’lim vazirligi toshkent irrigatsiya va qishloq xo’jaligini mexanizatsiyalash muhandislari instituti

2
p
2
p
p
R
2
R
h
exp
R
2
D
)
h
(
N
 
(3.3) 
 
bunda D – nurlanish miqdori (sirtning yuza birligiga singdirilgan ionlar soni); h – 
chuqurlik. 
Nurlanish miqdori  ionli singdirish davomiyligiga va ion tokining zichligiga 
bog‟liq, u quyidagi formuladan aniqlanadi: 
e
Z
jt
D
и

 
(3.4) 
 
bunda  j  –  ijn  tokning  zichligi;  Z
и
  –  atomni  ionlashgan  darajasi;  е  –  ekektron 
zaryadi;  t – nirlanish vaqti. 
 (3.3) dan taqsimlanish maksimumi quyidagicha ekanligi kelib chiqadi: 
 
p
max
R
2
D
)
h
(
N




 
(3.5) 
 
 
Singdirilgan element kontsentratsiyasini taqsimlanishi material strukturasiga 
va  kristall  tizilmaning  nuqsonlar  zichligiga  bog‟liq.  3,1  rasmda  har  xil  kristall 
strukturalar uchun shartli taqsimlanish egri chiziqlari keltirilgan. Kristall panjarada 
har  doim  atomlar  bo‟lmagan,  ya‟ni  ionlar  uchun  harakatlanishi  oson  bo‟lgan 
yo‟nalishlar  bor.  Bu  yo‟nalishlar  bo‟ylab  ionlarni  tarqalishiu  va  harakatlariga 
qarshilik  juda  kichik  bo‟ladi,  shuning  uchun  singdirilayotgan  elementlar  qattiq 
jismga proektsion masofadan kattaroq chuqurlikka kirishi mumkin. 
Kristall  matritsaga  singib  borayotgan  tezlashgan  ion  matritsa  atomlariga 
elastik  urilish  va    elektronlar  bilan  o‟zaro  ta‟sir  natijasida  o‟z  energiyasini 
yo‟qotadi.  Ion  matritsa  atomiga  urilganda,  u  kristal  panjaradagi    atomlarning 
chegaraviy  energiadan  ancha  yuqori  energiyani  oladi.  Juda  katta  bir  necha 

---

70 
 
kiloelektron-volt  energiyaga ega bo‟lgan birinchi urilgan atom bir qator urilishlar 
orqali  matritsa  atomlarining  siljishiga  olib  kelishi  mumkin.  Har  bir  o‟zining 
panjaradagi joyidan chiqib ketgan atom o‟z navbatida urilishlarga olib keladi. Bu 
jarayon  siljigan  atomning  energiyasi  keying  atomni  siljishiga  yetarli  bo‟lgancha 
davom etadi. Urilishlar fazasi 10
-13
s vaqt davom etadi, bunda matritsada vakansiya 
va panjara orasidagi atomlar kabi kristall tuzilishning nuqsonlari paydo bo‟ladi.    
 
 
 
 
3.1rasm.  Singdirilgan element kontsentratsitasining taqsimlanishi: 
1- amorf va polikristall material uchun; 2- monokristall uchun. 
 
Urilishlarga  duch  kelgan  atomlarning  energiyasi  bir  necha  electron-volt 
gacha tushgandan keyin nuqsonlar paydo bo‟lishi to‟xtaydi. Urilib siljigan atomlar 
sohasida  nuqsonlarning  yuqori  zichligi  tufayli  barqaror  bo‟lmagan  atomlar 
to‟plami  hosil  bo‟ladi.  Panjara  tugunlar  orasidagi  atomlar  va  vakansiyalar 
qo‟shilishi  mumkin  bo‟ladi.  Frenkel  juftlarning  bunday  joylashishi  ularning 
qo‟shilib, yo‟qolib ketishiga olib keladi. Bu jarayon 10
-12
s vaqt davom etadi. 
Kristall  tuzilishning  nol  o‟lchamli  nuqsonlar  zichligi,  ular  qo‟shilib,  yo‟q 
bo‟lib  ketgandan  keyin  ham  yuqori  bo‟lib  qoladi,  shuning  uchun  kimyoviy 
potentsiallari  yuqori  bo‟lgan  bu  struktura  barqarorligi  yuqori  struktura  sifatida 
ajralib  turadi.  Frenkel  juftlarni  o‟z  o‟zidan  qo‟shilib  yo‟q  bo‟lish  va  barqaror 
bo‟lmagan  holatning  elastik  energiyasini  so‟nishi    natijasida  yuqori  gradientli 
temperaturaviy  maydon  hosil  bo‟ladi.  Kimyoviy  potentsial  va  temperaturaning 
gradientlari  matritsa  va  qo‟shimchalar  atomlarining  diffuzion  oqimlarini  paydo 
bo‟lishiga va ularni chuqurlik bo‟yicha notekis joylashishiga olib keladi. Birlamchi 
urilayotgan ionlarning energiyasi sirt qatlamida legirlangan strukturani hosil qiladi. 
Qo‟shimchalar va legirlovchi elementlarning majmuasi nol o‟lchamli nuqsonlar va 
qoldiq mikrozo‟riqishlar bilan birgalikda ionli singdirish natijasida paydo bo‟lgan 
strukturaning  xossalarini  belgilaydi.  Ionlarni  singdirishda  matritsa  elementlari  va 
ion oqimining elementlari yangi moddalarni hosil qilishi mumkin.   
Metall  matritsaga  ionlar  sindirilganda  sirt  qatlamdan  matritsaning  atomlari 
urib  chiqariladi.  Bu  jarayon  ionli  purkash  deb  nomlanadi  va  unda  sirtga 

---

71 
 
singdirilayotgan atomlar soni cheksiz oshirila olmaydi, ya‟ni ma‟lum sharoitlarda 
legirlovchi komponentlarning kontsentrtsiya maksimal qiymatga yetadi  - to‟yinish 
rejimi vujudga keladi.  
Ionlarni 
singdirish 
jarayonida 
tanlangan 
materiallarning 
ionlarini 
sihgdirishdan  tashqari,  ustki  qatlamning  puxtalanishi  ham  vujudga  keladi. 
Puxtalangan qatlam chuqurligi singdirilgam qatlamdan ancha chuqur bo‟ladi.  
Ionli  singdirish  natijasida  sirt  qatlamning  kimyoviy  tarkibi  o‟zgaradi, 
singdirilayotgan  moddaning  qo‟chimchalari  ishlov  berilayotgan  yuzaga  singib 
boradi, kristall tuzilishning nuqsonlari paydo bo‟ladi, bu sirtning mikroqattiqligini  
va  g‟adir-budurligini  oshiradi,  ichki  zo‟riqishlar  paydo  bo‟lishiga  olib  keladi.  Bu 
omillar  singdirilgan  elementning  chuqurlik  bo‟yicha  haqiqiy  taqsimlanishini  3.1 
rasmdagi taqsimlanishdan farq bo‟lishiga olib keladi. Nurlanish miqdori oshganda 
kontsentratsiyaning maksimumi homakining sirtiga qarab siljiydi. 
Ionlar bilan urish metallni qizishiga olib keladi. Qizish harorati ion tokining 
zichligiga,  ionlarning  energiysiga  va  nishon  materialining  teplofizik  xossalariga 
bog‟liq.  Singdirishda  maksimal  muvozanatlashgan  temperaturani  quyidagicha 
aniqlash mumkin: