ОСОБЕННОСТИ ДВИЖЕНИЯ ДИСЛОКАЦИЙ В КРИСТАЛЛАХ Na. Cl С ПРИМЕСЬЮ Ca и (Ca + Ni) ПРИ МАЛЫХ МЕХАНИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ М. В. Колдаева, А. Ю. Козлова, Е. В. Даринская Институт кристаллографии им. А. В. Шубникова ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН E-mail: mkoldaeva@ns. crys. ras. ru Магнитопластический эффект (МПЭ) Сильное влияние примеси Ni на движение дислокаций в постоянном поле Кристаллы Na. Cl Производство ЛОМО, ty = 50 г/мм 2 Na. Cl(Ca) - примесь Ca 10 ppm Na. Cl(Ni) - примесь Ca 10 ppm + Ni 0. 06 ppm B 2 t = 0. 8 Тл 2 мин Na. Cl(Ni) Понижение барьера, закрепляющего дислокацию, происходит в результате магнитостимулированного спин-зависимого преобразования примесного комплекса. Na. Cl(Ni) B = 0. 3 Тл t = 5 мин Na. Cl(Ni) t = 5 мин Na. Cl(Ca) k Na. Cl(Ca) ω(Ca) w ω(Ca+Ni) После магнитостимулированного открепления от примесного центра движение дислокаций происходит в поле внутренних напряжений. Обзоры: Альшиц В. И. , Даринская Е. В. , Колдаева М. В. , Петржик Е. А. Кристаллография. 2003. Alshits V. I. , Darinskaya E. V. , Koldaeva M. V. , Petrzhik E. A. Dislocations in Solids. V. 14. Ch. 86 // Ed. by J. P. Hirth. Amsterdam. Elsevier. 2008. В магнитном поле в кристаллах с добавкой Ni движение дислокаций более активно за счет меньшего времени открепления от примесного никелевого центра по сравнению со временем открепления от кальциевого комплекса. При вращении в магнитном поле в интервале частот w(Ca) < w(Ca+Ni) пробег остается неизменным. Почему? Кинематика движения дислокаций под действием механической нагрузки Методика и результаты эксперимента Модель квазистатического движения дислокаций Альшиц В. И. , Даринская Е. В. , Колдаева М. В. ФТТ 2001. Na. Cl 50 mm l Травление фиксирует положения дислокаций до (1, 2, …) и после (1`, 2`, …) эксперимента. Статистика: lср по 100 -300 пробегам Нормировка: на 1/ - среднее расстояние между дислокациями ( - плотность дислокаций ) Треугольные механические импульсы одноосного сжатия Условие движения дислокации t ti > tp t - внешнее механическое напряжение ti - внутреннее напряжение от параллельных дислокаций tp - напряжение пиннинга (сухое трение) Этапы пробега дислокации: 1 - движение внутри зоны c (t < 2 tp) 2 - насыщение пробега связано с преодолением напряжения от ближайшей дислокации (ti > tp), конец t = 2 tp +ti 3 - межзонные переходы c d (t > 2 tp +ti ) 4 - насыщение пробега связано с преодолением напряжений дальнего порядка В кристаллах Na. Cl с примесью Ca+Ni сухое трение выше в 2 раза, чем в Na. Cl(Ca). Предположение о том, что Ni более жесткий стопор для дислокации, чем Ca, (Альшиц В. И. , Даринская Е. В. , Колдаева М. В. , Петржик Е. А. ЖЭТФ. 2016) подтверждено экспериментально. Особенности движения дислокаций в кристаллах Na. Cl с примесью Ca + Ni В кристаллах Na. Cl (Ca+Ni) при нагружении механическим импульсом одноосного сжатия, дислокации на начальном этапе нагружения демонстрируют большую подвижность, чем в кристаллах Na. Cl(Са): длина среднего пробега и плотность подвижных дислокаций выше, вплоть до нагрузки 0. 06 МПа. С этой нагрузки в кристаллах Na. Cl (Ca+Ni) начинается насыщение пробегов на уровене l = 0. 7, соответствующем пребыванию дислокации в условиях с наименьшими внутренними напряжениями. Без примеси Ni этот уровень не проявляется. Количество подвижных дислокаций в кристаллах Na. Cl (Ca+Ni), достигнув 60%, практически перестает зависеть от нагрузки. Уровень насыщения пробегов l = 1. 2, по началу которого можно оценить tp в Na. Cl(Ca+Ni) достигается при напряжении 0. 2 МПа, что в 2 раза выше, чем в кристаллах Na. Cl(Са). Таким образом, примесь Ni более жестко закрепляет дислокации, чем примесь Ca. • В кристаллах Na. Cl(Ca+Ni) значительно большая часть свежих дислокаций при вводе размещается в неустойчивых позициях у верхних границ зон высоких (превышающих сухое трение) внутренних напряжений. • При совсем небольших нагрузках доля нестационарных срывов в Na. Cl(Ca+Ni) велика. Дальнейшее повышение нагрузки слабо влияет на величину пробега дислокаций из-за высокого сухого трения в этих кристаллах. • В магнитном поле в отсутствие внешней нагрузки при быстром откреплении от Ni дислокации теряют равновесие и способны преодолевать комплексы Ca даже без их магнитного преобразования. Из-за различий исходного положения у дислокаций в Na. Cl(Ca+Ni) есть дополнительный резерв для пробега, что объясняет их более высокий пробег в магнитном поле, в том числе и при вращении с частотой w(Ca) < w(Ca+Ni).
Скачать презентацию ОСОБЕННОСТИ ДВИЖЕНИЯ ДИСЛОКАЦИЙ В КРИСТАЛЛАХ Na Cl С
Колдаева_МИСиС_2017.pptx