Влияние всестороннего сжатия на акустические свойства щелочно-галоидных кристаллов

• Автор: Гурчёнок, Алексей Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 188 c. : ил

ГЛАВА I. УПРУГИЕ СВОЙСТВА ИОННЫХ КРИСТАЛЛОВ (ЛИТЕРАТУРНЫЙ
ОБЗОР). . ."
І.Х. Модули упругости кристаллов кубической системы
I.E. Скорости распространения упругих волн в кристаллах
типа ^ (JL
1.3. Упругие свойства ионных кристаллов типа fa- Ct в
модели поляризуемых ионов
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА И МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДУЛЕЙ УПРУГОСТИ ЩЕЛОЧНО-ГАЛОИДНЫХ КРИСТАЛЛОВ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВСЕСТОРОННЕГО СЖАТИЯ
2.1. Экспериментальные методы исследования упругих характеристик твердых тел
2.2. Экспериментальная установка для измерения барической зависимости скоростей упругих волн
2.3. Методика обработки результатов эксперимента
ГЛАВА 3. МОДУЛИ УПРУГОСТИ ЩЕЛОЧНО-ГАЛОИДНЫХ КРИСТАЛЛОВ ТИПА
Pcl CL при ДЕЙСТВИИ ДЕФОРМАЦИИ ВСЕСТОРОННЕГО СЖАТИЯ
3.1. Температурные изменения модулей упругости щелочно -галоидных кристаллов типа faCl
3.2. Изменения модулей упругости ионных кристаллов типа
под действием всестороннего сжатия
3.3. Результаты экспериментальных исследований изменений модулей упругости галогенидов натрия и калия при всестороннем сжатии и сравнение с теорией
3.4. Производные от модулей упругости по давлению
3.5. Изменения модулей Юнга и сдвига в произвольном кристаллографическом направлении при всестороннем сжатии щелочно-галоидных кристаллов

ГЛАВА 4. СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ УПРУГИХ ВОЛН В НАХОДЯЩИХСЯ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ВСЕСТОРОННЕГО СЖАТИЯ ЩЕЛОЧНО-ГАЛОИДНЫХ КРИСТАЛЛАХ ТИПА fact
4.1. Скорости распространения упругих волн в щелочно -галоидных кристаллах при нормальных условиях
4.2. Изменения скоростей упругих волн при всестороннем сжатии щелочно-галоидных кристаллов
4.3. Зависимость фазовых скоростей упругих волн в произвольном кристаллографическом направлении от деформации всестороннего сжатия
4.4. Изменения групповых скоростей упругих волн в произвольном кристаллографическом направлении при всестороннем сжатии щелочно-галоидных кристаллов типа
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
Таблица П.1. Изменения безразмерных парметров теории поляризуемых ионов в зависимости от деформации всестороннего сжатия
Таблица П.2. Изменения модулей упругости Q ß (в Ю^Па) и
фактора упругой анизотропии А монокристаллов галоге-нидов щелочных металлов при всестороннем сжатии. . 151 Таблица П.З. Изменения модулей Юнга Е и сдвига Q (в Ю^Па) монокристаллов галогенидов щелочных металлов при
всестороннем сжатии
Таблица П.4. Изменения скоростей распространения продольных и поперечных упругих волн (в м/с) в направлениях [юо], [по], [ш] в зависимости от деформации всестороннего сжатия
Одним из важнейших направлений советской науки является развитие исследований по физике твердого тела. Изучение влияния различных внешних воздействий (температуры, давления, облучения) на физические свойства служит основой для дальнейшего развития теории и методов получения твердых тел с зараннее заданными свойствами. Конструкционные материалы, к которым относятся многие кристаллы, в процессе своей эксплуатации несут определенные механические нагрузки. Поэтому изучение механических, в том числе упругих, свойств кристаллов и изменение их при внешних воздействиях представляется важной и актуальной задачей. Поскольку упругие свойства тесно связаны с такой важной акустической характеристикой, как скорость распространения упругих волн и в большинстве экспериментальных методов определяются через нее, то совместное изучение упругих и акустических характеристик является нужным и необходимым этапом исследования механических свойств. Среди исследований механических свойств различных твердых тел особый интерес представляет изучение ионных диэлектриков и, в частности, щелочно-галоидных кристаллов. Это связано прежде всего с тем, что данные соединения служат идеальным объектом для построения и проверки различных теорий кристаллической решетки, поскольку они обладают наиболее ярко выраженной
ионной связью. Кроме того, щелочно-галоидные кристаллы находят широкое применение в науке и технике. В частности, используются
в установках высокого давления в качестве среды передающей давление; при оптических исследованиях в измерительной технике в качестве ультразвуковых линий задержки. На П международном кон-

таблице 3.2 [ПО]. Здесь в графах(КР)Т и (Н8Г)Т приведены значения (Н, , вычисленные с учетом поляризуемостей катиона и аниона, а в графе (ИвР)_ — значение 6-0 , определенное с учетом только поляризуемости катиона.
Как видно из таблицы 3.2, с понижением температуры от 300 до 4,2 К наблюдается монотонный рост значений (г0 . С увеличением радиуса аниона для соединений с постоянным радиусом катиона (например, в ряду 1дР->ПС&-(л) значения (та увеличиваются. Аналогичная закономерность имеет место при увеличении радиуса катиона в соединениях с одинаковым радиусом аниона (например, в ряду ЫС£ -*> 1?£С8 )• Наблюдаемое отклонение от этого правила при переходе от К Я к устраняется, если принять во внимание значения &-0 для С К Я)_ , полученные с учетом поляризуемости не только аниона, но и катиона.
С учетом полученных выше температурных изменений Сг0 по формулам (1.51) были проведены вычисления зависимостей [ПО]. В таблице 3.3 проведено сравнение вычисленных по модели поляризуемых ионов и экспериментальных значений [15, Хб] модулей упругости в интервале температур 4,2 - 300 К для 16 щелочно-галоидных монокристаллов. На рисунке 3.1 в качестве иллюстрации приведены графики температурных зависимостей модулей упругости монокристаллов галогенидов натрия, где теоретическая зависимость (Т) соответствует сплошной линии, а экспериментальные значения обозначены геометрическими знаками.
Как видно из таблицы 3.3, наблюдается удовлетворительное согласие между теоретическими и экспериментальными значениями (максимальное расхождение составляет 10% для галогенидов лития), тогда как расхождения между теорией и экспериментом для модулей упругости С12: и Сод. значительно больше, чем для Ср, и лежат в пределах 10-30%. Причем наибольшее расхождение наблюдается для значений , определенных при 300 К,и наименьшее