ISBN 978-5-98573-049-4
В монографии рассмотрены вопросы, связанные с образованием дислокаций
и точечных дефектов при пластической деформации кубических кристаллов. <...> На
примере прозрачных щелочно-галоидных кристаллов проведено сравнение статической и динамической нагрузок, превышающих значение предела текучести, на
эволюцию дислокационной структуры и связанное с ней образование точечных
дефектов. <...> Выявлены условия, при которых источник Франка-Рида генерирует преимущественно точечные дефекты. <...> © Издательство БГИТА, 2008
ISBN 978-5-98573-049-4
© Ивашкин Ю.А., 2008
-2-
ВВЕДЕНИЕ
Развитие физической теории прочности и пластичности непосредственно
связано с проблемой эволюции дислокационной структуры под влиянием внешних воздействий. <...> Эволюция дислокационной структуры под действием ультразвука изучена значительно меньше, чем при
статических режимах нагружения. <...> Концентрация и состояние дефектов, образовавшихся в процессе пластической деформации, определяется режимом и величиной приложенной нагрузки. <...> В режиме статического нагружения различные процессы образования и взаимодействия дислокаций и точечных дефектов приводят к сложной стадийной зависимости концентрации точечных дефектов от величины приложенных напряжений [l-4]. <...> Процесс пластической деформации под действием знакопеременной нагрузки, например ультразвука, сложнее, чем в статическом режиме. <...> Появляется ряд существенных
особенностей в работе источника Франка-Рида [5, 6]. <...> Наблюдаются эффекты,
обусловленные изменением частоты ультразвука в килогерцовом диапазоне, хотя
собственная частота колебаний дислокационных сегментов составляет сотни мегагерц [7]. <...> Изменение свойств кристаллов под действием ультразвука может быть
обусловлено суперпозицией полей напряжений, создаваемых статической нагрузкой и ультразвуковой волной [8], нагревом образца [9], и вследствие селективного
поглощения дефектами энергии ультразвуковых колебаний [10]. <...> В настоящее время <...>
Дефекты_кристаллической_структуры_деформированных_кубических_кристаллов.pdf
Ю.А. Ивашкин
ДЕФЕКТЫ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ
СТРУКТУРЫ ДЕФОРМИРОВАННЫХ
КУБИЧЕСКИХ КРИСТАЛЛОВ
Брянск-2008
Стр.1
УДК 548.4
Ивашкин Ю.А.
Дефекты кристаллической структуры деформированных кубических кристаллов:
Научное издание.- Брянск: Издательство Брянской государственной инженерно-технологической
академии (БГИТА), 2008. - 136 с.
ISBN 978-5-98573-049-4
В монографии рассмотрены вопросы, связанные с образованием дислокаций
и точечных дефектов при пластической деформации кубических кристаллов. На
примере прозрачных щелочно-галоидных кристаллов проведено сравнение статической
и динамической нагрузок, превышающих значение предела текучести, на
эволюцию дислокационной структуры и связанное с ней образование точечных
дефектов. Проведен анализ различных механизмов генерации точечных дефектов.
Выявлены условия, при которых источник Франка-Рида генерирует преимущественно
точечные дефекты. Рассмотрено влияние точечных дефектов на радиационную
стойкость кристаллов.
Рецензенты: заведующий кафедрой общей физики Брянского госуниверситета
им. И.Г. Петровского, доктор физ.-мат. наук, профессор Новиков В.В.; заведующий
кафедрой физики и математики Брянской государственной сельскохозяйственной
академии, доктор технических наук, профессор Погонышев В.А.
ISBN 978-5-98573-049-4
© Издательство БГИТА, 2008
© Ивашкин Ю.А., 2008
- 2 -
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………….3
Глава 1. ДЕФЕКТЫ В ЩЕЛОЧНО-ГАЛОИДНЫХ КРИСТАЛЛАХ.........6
1.1.
Равновесная концентрация точечных дефектов……………………...6
1.1.1. Беспримесные кристаллы……………………………………………...6
1.1.2. Влияние примесей на концентрацию точечных дефектов в щелочногалоидных
кристаллах……………………………………………........8
1.2. Дислокации в щелочно-галоидных кристаллах…………………….12
1.3. Взаимодействие точечных дефектов друг с другом, с примесями и
дислокациями………………………………………………………....14
1.4. Избыточная концентрация точечных дефектов в щелочногалоидных
кристаллах………………………………………………..17
1.4.1. Радиационные дефекты………………………………………………17
1.4.2. Центры окраски в щелочно-галоидных кристаллах……………......20
1.4.3. Образование точечных дефектов при пластической деформации...22
Глава 2. ИССЛЕДОВАННЫЕ ОБРАЗЦЫ И ТЕХНИКА
ЭКСПЕРИМЕНТА………………………………………..................31
2.1. Исходное состояние образцов………………………………………..31
2.2. Деформирование кристаллов ультразвуком………………………...33
2.3. Определение концентрации точечных дефектов…………………...38
Глава 3. ДИСЛОКАЦИИ И ТОЧЕЧНЫЕ ДЕФЕКТЫ В
КРИСТАЛЛАХ KBr, KCl, NaCl , ДЕФОРМИРОВАННЫХ
УЛЬТРАЗВУКОМ…………………………………………………..41
3.1. Изменение плотности дислокаций в кристаллах KBr, KCl, NaCl под
действием ультразвука………………………………………………..41
3.2. Избыточная концентрация точечных дефектов в кристаллах KBr
деформированных ультразвуком…………………………………….58
3.2.1. Определение избыточной концентрации точечных дефектов методом
контрольного окрашивания……………………………………..58
3.2.2. Зависимость избыточной концентрации точечных дефектов от ам134
Стр.134
плитуды напряжений для кристаллов KBr………………………….63
3.3. Избыточная концентрация точечных дефектов в кристаллах KCl,
деформированных ультразвуком…………………………………….69
3.4. Избыточная концентрация точечных дефектов в кристаллах NaCl,
деформированных ультразвуком…………………………………….75
Глава 4. ОСОБЕННОСТИ ПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ
КРИСТАЛЛОВ УЛЬТРАЗВУКОМ……………………………….82
4.1. Техника деформирования ультразвуком……………………………..82
4.2. Особенности пластического деформирования кристаллов ультразвуком………………………………………………………………………86
4.2.1.
Динамический предел текучести…………………………………….87
4.2.2. Начальная стадия пластической деформации………………………87
4.2.3. Особенности дислокационной структуры кристаллов, деформированных
ультразвуком…………………………………………………91
4.3. Особенности работы источника Франка - Рида и формирование полосы
скольжения под действием ультразвука………………………93
4.3.1. Особенности работы источника Франка - Рида………………….....93
4.3.2. Формирование полосы скольжения под действием ультразвука….97
Глава 5. ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ…………...101
5.1 Сравнение зависимостей избыточной концентрации точечных дефектов
от напряжений при ультразвуковом и статическом режимах
нагружения…………………………………………………………...101
5.2
Зависимость избыточной концентрации точечных дефектов от
плотности дислокаций в кристаллах KBr, KCl, NaCl, деформированных
ультразвуком……………………………………………………103
5.3 Роль возможных механизмов образования точечных дефектов при
пластической деформации ультразвуком…………………………..105
5.3.1. Образование точечных дефектов при движении винтовых дислокаций
со ступеньками под действием ультразвука………………….106
5.3.2. Особенности механизма образования точечных дефектов при анни135
Стр.135
гиляции дислокационных диполей под действием ультразвука…113
5.4 Роль стоков в процессе образования точечных дефектов при пластической
деформации…………………………………………………..117
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.....................................................................................................119
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………………...121
ОГЛАВЛЕНИЕ……………………… …………………………………………133
136
Стр.136