Регистрация / Вход
Прислать материал

Кинематика движения дислокаций в кристаллах NaCl с примесью Ca и Ni при малых механических нагрузках

Фамилия
Козлова
Имя
Алёна
Отчество
Юрьевна
Номинация
Материаловедение
Институт
Новых материалов и нанотехнологий (ИНМиН)
Кафедра
Материаловедения полупроводников и диэлектриков
Академическая группа
МПП-13-1
Научный руководитель
к.т.н. Антипов В.В.; к.ф.-м.н. Колдаева М.В.
Название тезиса
Кинематика движения дислокаций в кристаллах NaCl с примесью Ca и Ni при малых механических нагрузках
Тезис

Мотивация настоящего исследования связана с определяющей ролью дислокаций в пластичности практически всех кристаллических материалов. Движение дислокаций, в свою очередь, чувствительно к примесной структуре кристаллов, что позволяет с помощью легирования управлять их механическими свойствами.

В экспериментах использовались отожженные монокристаллы NaCl производства ЛОМО с двухкомпонентной примесной системой (Ca:10 ppm и малой добавкой Ni:0.06 ppm) в сравнении с такими же кристаллами NaCl(Са) без Ni. Положение дислокаций выявлялось избирательным травлением. Механическое нагружение осуществлялось треугольным импульсом одноосного сжатия с амплитудой 0-0.3 МПа. С помощью оптического микроскопа измерялись пробеги индивидуальных краевых дислокаций, локальная плотность всех и относительная плотность подвижных дислокаций. Усреднение проводилось по 50-200 измеренным пробегам.

В кристаллах с добавкой Ni пробеги существенно ниже во всем интервале внешней нагрузки за исключением начального участка  кривой (рис. 1). Такое понижение пробегов, по-видимому, указывает на то, что, несмотря на его малое количество Ni, эта примесь существенно закрепляет дислокации. Однако на начальном участке кривой в тех же кристаллах с Ni наблюдается значительный рост пробегов при одновременном увеличении более чем в 2 раза числа сдвинувшихся дислокаций.

Парадоксально сильное и разнонаправленное влияние Ni при малых и больших амплитудах импульса объясняется тем, что эта примесь является более сильным стопором для дислокации, чем примесь Ca. Положение дислокации при ее квазистатическом перемещении под действием импульса в каждый момент определяется условием равновесия трех сил: текущей внешней нагрузки, внутреннего напряжения и сухого трения, обусловленного закреплением дислокации на примесях. По оценкам сухое трение в NaCl(Ca+Ni) почти в 2 раза больше, чем в кристаллах без Ni. Поэтому в этих кристаллах значительно большая часть свежих дислокаций при вводе размещается в неустойчивых позициях у верхних границ зон высоких (превышающих сухое трение) внутренних напряжений. Именно это при совсем небольших нагрузках увеличивает долю нестационарных срывов. А дальнейшее повышение нагрузки слабо влияет на величину пробега дислокаций из-за высокого сухого трения в этих кристаллах.