Влияние электрического поля на размножение дислокаций в щёлочно-галоидных кристаллах при ультразвуковой вибрации

Автор: Красников В.Л., Светашов А.А.

Журнал: Академический журнал Западной Сибири @ajws

Рубрика: Математика. Физика

Статья в выпуске: 6 (67) т.12, 2016 года.

Бесплатный доступ

В щёлочно-галоидных кристаллах в процессе ультразвукового воздействия наблюдаются изменения в дислокационной структуре. Характер этих изменений зависит от амплитуды относительной деформации ε0. При амплитудах ε0 ~ 10-5-10-4 происходит размножение дислокаций. Оно контролируется работой источников в границах блоков и размножением от концентраторов напряжений, в основном у краёв образца. Электрическое поле влияет на оба эти процесса. Влияние поля на размножение дислокаций у границ блоков оказывается более эффективным, чем на генерацию их у поверхности образца. Краевые дислокации и границы блоков в щёлочно-галоидных кристаллах несут электрический заряд. Под влиянием поля в границах блоков происходит перераспределение заряженных дефектов. Вследствие этого увеличивается вероятность образования источников оптимальной длины, способных при заданной частоте ультразвука генерировать новые дислокации. В работе исследовались образцы нулевой и тридцатиградусной ориентаций. Присутствие касательных напряжений в плоскостях вторичного скольжения в образцах тридцатиградусной ориентации облегчает процессы поперечного скольжения и размножение дислокаций. В электрическом поле процесс размножения протекал значительно активнее. В кристаллах NaCl в отсутствие электрического поля процесс генерации контролировался размножением у концентраторов напряжений, в то время как в электрическом поле - работой источников в границах блоков. Напряжение в образце для начала размножения дислокаций отвечает динамическому пределу текучести, его значение при испытаниях в электрическом поле оказывается ниже, чем в отсутствие поля. Влияние поля проявляется и на характере амплитудной зависимости внутреннего трения, связанной с размножением дислокаций. В электрическом поле эта зависимость начинает проявляться при меньших амплитудах относительной деформации. В образцах KBr тридцатиградусной ориентации при испытаниях в электрическом поле E=1,7-106 В/м при амплитуде ε0=5,4-10-4 обнаружено резкое возрастание внутреннего трения. Данные повторного травления после окончания испытаний обнаружили образование лабиринтной структуры. Структуры лабиринтного типа возникают при наличии подвижных дислокаций, способных двигаться не только в плоскостях лёгкого скольжения. Лабиринтные структуры упрочняют образец. В LiF влияние электрического поля на размножение дислокаций под действием ультразвука проявлялось в более высоких, чем в KCl и NaCl, электрических полях. При напряжённостях вплоть E=1-106 В/м изменений внутреннего трения, связанного с размножением дислокаций, в образцах LiF не обнаруживалось. При E=1-106 В/м оно резко возрастало и течение нескольких секунд достигало значений, значительно превосходящих внутреннее трение для той же амплитуды в отсутствие электрического поля. В образце LiF в электрическом поле происходило размножение дислокаций, контролируемое работой источников в границах блоков. С другой стороны, в отсутствие электрического поля источники в границах блоков в LiF не генерировали дислокации, и их размножение обеспечивалось развитием полос скольжения от краёв образца.

Еще

Щёлочно-галоидные кристаллы, ультразвуковое воздействие, электрическое поле, амплитуда относительной деформации, размножение дислокаций, границы блоков, лабиринтные структуры, внутреннее трение

Короткий адрес: https://sciup.org/140220028

IDR: 140220028

Список литературы Влияние электрического поля на размножение дислокаций в щёлочно-галоидных кристаллах при ультразвуковой вибрации

  • Schwensfeir R.J., Elbaum C. Electrical charge on grain boundaries in sodium chloride//J. Phys. Chem. -1965. -Vol. 26. -P. 781-782.
  • Зуев Л.Б. Физика электропластичности щёлочно-галоидных кристаллов//Новосибирск. Наука. Сибирское отделение. -1990. -118 с.
  • Криштопов С.В., Куличенко А.Н. Упрочнение кристаллов KCl при воздействии внешнего электрического поля//ФТТ. -1990. -Том 32, № 8. -С. 2373-2376.
  • Еханин С.Г., Несмелов Н.С., Солдатова Л.Ю. Кинетика дефектообразования в ЩГК в сверхсильном электрическом поле//Известия вузов. Физика. -1997. -№ 4. -С. 3-6.
  • Смирнов Б.И., Куличенко А.Н. Влияние электрического поля на деформационные кривые щёлочно-галоидных кристаллов//Известия Академии Наук. Серия физическая. -1994. -Том 58, № 10. -С. 197-202.
  • Урусовская А.А., Смирнов А.Е., Беккауер Н.Н. Изучение природы электромеханического эффекта кристаллов NaCl//Известия вузов. Чёрная металлургия. -1993. -№ 8. -С. 55-57.
  • Куличенко А.Н., Смирнов Б.И. Движение дислокаций в кристаллах LiF под действием электрического поля//ФТТ. -1986. -Т. 28, № 9. -С. 2796-2801.
  • Белозёрова Э.П. Изменение дислокационной структуры и механических свойств щёлочно-галоидных кристаллов в ультразвуковом и электрическом полях//Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора физико-математических наук. -Томск, 1992. -46 с.
  • Тяпунина Н.А., Наими Е.К., Зиненкова Г.М. Действие ультразвука на кристаллы с дефектами. -М.: Изд-во МГУ, 1999. -238 с.
  • Никаноров С.П., Кардашев Б.К. Упругость и дислокационная неупругость кристаллов. -М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1985. -250 с.
  • Тяпунина Н.А., Белозёрова Э.П. Заряженные дислокации и свойства щёлочно-галоидных кристаллов//УФН. -1988. -Том 156, № 4. -С. 683-714.
  • Красников В.Л., Белозёрова Э.П. Влияние магнитного поля на дислокационную структуру и механические свойства ионных кристаллов, деформируемых ультразвуком//XIX ВНТК «Современные проблемы математики и естествознания». Материалы Всеросс. научно-технической конф. -Н.Новгород, 2007. -С. 4-8.
  • Гектин А.В., Эйдельман Л.Б. Диаграмма структурных состояний деформированных кристаллов NaCl и KCl//ФТТ. -1982. -Том 24, № 5. -С. 1467-1469.
  • Гектин А.В., Карпова З.И., Эйдельман Л.Б. Образование лабиринтной дислокационной структуры при одноосном сжатии монокристаллов хлористого натрия//ФТТ. -1974. -Том 16, № 12. -С. 3618-3622.
  • Красников В.Л., Светашов А.А. Влияние электрического и магнитного полей на дислокационную неупругость щёлочно-галоидных кристаллов при амплитуде относительной деформации 10-7-10-5//Академический журнал Западной Сибири. -2013. -Том 9, № 1. -С. 62-67.
  • Супрун И.Т. Пив амплитудной зависимости дислокационного внутреннего трения//Известия вузов. Физика. -1989. -№ 3. -С. 121-124.
  • Whitworth R.W. Charged dislocations in ionic crystals//Adv. Phys. -1975. -Vol. 24, № 1. -P. 203-304.
  • Tjapunina N.A., Ivashkin Ju. A. Excess concentration of point defects in alkali halide crystals exposed to ultrasonic waves//Phys. Stat. Sol. (b). -1983. -Vol. 79. -P. 351-359.
Еще
Статья научная