Самозалечивание микротрещин в ионных кристаллах и его стимулирование воздействием электромагнитного излучения видимого и рентгеновского диапазонов длин волн

• Автор: Плужникова, Татьяна Николаевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 141 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА
1.1. Разрушение кристаллических материалов
1.2. Хрупкое разрушение
1.2.1. Зарождение трещин
1.2.2. Распространение трещин
1.2.2.1. Скорости распространения трещин
1.2.2.2. Влияние микроструктуры
1.3. Напряжения вокруг трещин скола
1.4. Фотопластический эффект
1.5. Залечивание трещин и пор в кристаллических материалах
1.5.1. Залечивание пор
1.5.2. Самопроизвольное залечивание трещин
1.5.3. Некоторые дефекты на траектории залеченной
трещины
1.6. Качество залечивания трещин и методы его повышения
1.7. Влияние внешних воздействий на залечивание микротрещин
1.7.1. Одноосное сжатие
1.7.2.Тепловое воздействие на кристаллы
1.7.3.Комбинированное воздействие теплового
и электрического полей
1.8. Цель и задачи исследования
ГЛАВА 2. КИНЕТИКА РОСТА И САМОЗАЛ Е Ч И В А И ИЯ ТРЕЩИН НЕСИММЕТРИЧНОГО СКОЛА
2.1. Методика эксперимента
2.2. Кинетика асимметричного скола и залечивания
вершин трещин
2.3. Выводы
ГЛАВА 3. МОРФОЛОГИЯ САМОЗАЛЕЧИВАНИЯ ТРЕЩИН АСИММЕТРИЧНОГО СКОЛА В ЩГК И КАЛЬЦИТЕ
3.1. Методика эксперимента 5 О

3.2. Морфология разрушения при выходе трещины
на боковую грань кристалла
3.3. Самозалечивание при развитии трещин асимметричного скола
3.4. Метод оценки качества залечивания трещин
3.5. Механизм самопроизвольного залечивания трещин
3.6. Выводы
ГЛАВА 4. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЛАСТИЧЕСКОГО ТЕЧЕНИЯ У ВЕРШИН ТРЕЩИН
4.1. Исходные предпосылки математической
модели пластического течения у вершин трещин
4.2. Расчет напряжений
4.3. Результаты численного анализа
4.4. Аналитическая оценка сил взаимодействия мозаично заряженных плоскостей
4.5. Выводы
ГЛАВА 5. АКТИВИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ САМОЗАЛЕЧИВАНИЯ ТРЕЩИН АСИММЕТРИЧНОГО СКОЛА
5.1. Методика проведения эксперимента
5.2. Залечивание трещин в интервале температур от 300-773 К
5.3. Самозалечивание трещин асимметричного скола при воздействии излучения оптического диапазона
и одновременном нагреве
5.4. Самозалечивание трещин асимметричного скола
при воздействии рентгеновского излучения
5.5. Термоактивированное зарождение трещин
на границе упругого двойника в кальците
5.6. Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Механическое разрушение кристаллических тел обусловлено появлением и развитием трещин. Устранение последних или частичное их заживление позволяет увеличить надежность и долговечность конструкций, сохранить их прочностные характеристики.
Дефекты типа скоплений дислокаций [1-3], деформационных двойников [4, 5], трещин [6-9] являются концентраторами достаточно высоких напряжений в кристаллах. Распределение напряжений около таких дефектов наряду с плоскостями и направлениями их развития, определяет во многом пути эволюции дефектной структуры и долговечность материала в целом.
К настоящему времени накоплен большой объем экспериментальных данных и определен ряд закономерностей, характерных для залечивания пор [10-14] и трещин в различных материалах [15-20].
В большинстве рассмотренных работ используется силовое воздействие на трещину [21, 22]. В ряде работ для восстановления нарушенных связей твердого тела используются тепловые поля [23] или совместное влияние теплового и электрического полей [24, 25].
Несмотря на значительный интерес к проблеме «залечивания» трещин, пор, усадочных раковин и т.д., количество работ, посвященных восстановлению сплошности в прозрачных диэлектриках, относительно невелико [15-25]. В них практически не затрагиваются физические процессы, происходящие при схлопывании трещин без воздействия каких-либо внешних факторов. Есть лишь единичные попытки рассмотрения механизма восстановления нарушенных межатомных связей [19].
До настоящего времени остается достаточно много неизученных вопросов в заживлении трещин, в частности, не ясен механизм самозалечи-

участок и в чистом кристалле идентично, что указывает на достаточно высокую степень восстановления структуры материала. Механизм залечивания при таком подходе представляется следующим. На начальной стадии залечивания происходит изменение поверхностей трещины, проявляющееся в низкотемпературном интервале проводимости в виде изменения дислокационных розеток, расположенных на обеих поверхностях дефекта напротив друг друга, а в высокотемпературном - в виде монокристаллических наростов, расположенных на положительно заряженной поверхности трещины в местах дислокационных розеток и образующих участки локального залечивания. Возникновение дислокационных розеток и кристаллических наслоений обусловлено: 1) эмиссионным ионным током между берегами трещины; 2) механоэмиссией ионов; 3) рекомбинационной кристаллизацией.
Несмотря на большое количество работ, посвященных залечиванию микротрещин [119-138], механизм и кинетика процесса восстановления сплошности до конца не изучены.
1.8. Цель и задачи исследования.
Целью данной работы является экспериментальное и аналитическое исследование процесса самозалечивания трещины несимметричного скола в ЩГК, а также установление условий и факторов, интенсифицирующих восстановление разрушенных связей или препятствующих этому.
Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие задачи:
1. Экспериментально исследовать кинетические закономерности разрушения и самозалечивания трещин в щелочногалоидных кристаллах при асимметричном сколе. Установить взаимосвязь между дислокационной структурой в вершине остановившихся трещин, величиной ее пластического раскрытия и качеством залечивания.