РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК
СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ
ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ РАЗРАБОТКИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
2013
№3
УДК 539.3+622.831.31
МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАРНАЛЛИТА,
ШПАТОВОЙ СОЛИ И СИЛЬВИНИТА В НАНОДИАПАЗОНЕ <...> Букирева 15, 614000, г. Пермь, Россия
Приведены результаты испытаний по наноиндентированию зерен карналлита, шпатовой соли
и сильвина на сканирующем зондовом микроскопе Dimension ICON. <...> Получены сравнительные оценки для модуля упругости и твердости этих материалов. <...> Карналлит, шпатовая соль, сильвин, модуль упругости, твердость, нанодиапазон
ВВЕДЕНИЕ
Механические свойства кристаллов соляных пород привлекают внимание исследователей
при оценке влияния структурных факторов на прочность [1], изучении минеральных наночастиц в техноприродных процессах, происходящих при разработке полезных ископаемых [2]. <...> Ранее [3] были получены значения модуля упругости и микротвердости отдельных зерен и
межзеренных границ сильвина, галита и карналлита на установке NanoTest-600. <...> Оценка механических характеристик зерна сильвина в нанодиапазоне, сравнение их с соответствующими
данными в микродиапазоне, приближенные методики обработки экспериментальных данных
представлены в [4]. <...> Настоящая работа посвящена определению механических характеристик кристаллов соляных пород Верхнекамского месторождения калийных солей в нанодиапазоне с использованием
зондового силового микроскопа Dimension ICON [5] при усилиях индентирования 103 – 105 нН
(глубина индентирования 10 – 100 нм). <...> Для кристаллов карналлита, шпатовой соли и сильвина
рассмотрены кристаллохимические характеристики и приведены оценки твердости по Мейеру
и модуля упругости поверхностных слоев. <...> Установлено влияние величины усилия и количества повторных “уколов” на измеряемые характеристики. <...> КРИСТАЛЛОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СОЛЕЙ
Используемый для исследования физико-механических свойств материал относится к группе
минералов, принадлежащих к типу галоидов, классу <...>
МЕХАНИЧЕСКИЕ_ХАРАКТЕРИСТИКИ_КАРНАЛЛИТА,_ШПАТОВОЙ_СОЛИ_И_СИЛЬВИНИТА_В_НАНОДИАПАЗОНЕ.pdf
РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК
СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ
ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ РАЗРАБОТКИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
2013
УДК 539.3+622.831.31
МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАРНАЛЛИТА,
ШПАТОВОЙ СОЛИ И СИЛЬВИНИТА В НАНОДИАПАЗОНЕ
В. Н. Аптуков, В. Ю. Митин, Н. Е. Молоштанова, И. А. Морозов
Пермский государственный национальный
исследовательский университет, E-mail: aptukov@psu.ru,
ул. Букирева 15, 614000, г. Пермь, Россия
Приведены результаты испытаний по наноиндентированию зерен карналлита, шпатовой соли
и сильвина на сканирующем зондовом микроскопе Dimension ICON. Получены сравнительные
оценки для модуля упругости и твердости этих материалов.
Карналлит, шпатовая соль, сильвин, модуль упругости, твердость, нанодиапазон
ВВЕДЕНИЕ
Механические свойства кристаллов соляных пород привлекают внимание исследователей
при оценке влияния структурных факторов на прочность [1], изучении минеральных наночастиц
в техноприродных процессах, происходящих при разработке полезных ископаемых [2].
Ранее [3] были получены значения модуля упругости и микротвердости отдельных зерен и
межзеренных границ сильвина, галита и карналлита на установке NanoTest-600. Оценка механических
характеристик зерна сильвина в нанодиапазоне, сравнение их с соответствующими
данными в микродиапазоне, приближенные методики обработки экспериментальных данных
представлены в [4].
Настоящая работа посвящена определению механических характеристик кристаллов соляных
пород Верхнекамского месторождения калийных солей в нанодиапазоне с использованием
зондового силового микроскопа Dimension ICON [5] при усилиях индентирования 103 – 105 нН
(глубина индентирования 10 – 100 нм). Для кристаллов карналлита, шпатовой соли и сильвина
рассмотрены кристаллохимические характеристики и приведены оценки твердости по Мейеру
и модуля упругости поверхностных слоев. Установлено влияние величины усилия и количества
повторных “уколов” на измеряемые характеристики.
КРИСТАЛЛОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СОЛЕЙ
Используемый для исследования физико-механических свойств материал относится к группе
минералов, принадлежащих к типу галоидов, классу хлоридов. Это минералы, для которых характерна
высокая растворимость, низкая плотность и сравнительно небольшая твердость. Физические
свойства и параметры элементарной ячейки галоидов [6] представлены в табл. 1.
В табл. 1 величины 0a и 0b — взаимно перпендикулярные измерения в горизонтальной плоскости
кристаллической решетки, а 0c — расстояния между плоскостями кристаллической решет49
№
3
Стр.1