Магнитостимулированное движение дислокаций при импульсной деформации немагнитных кристаллов

• Автор: Колдаева, Марина Викторовна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 149 с.

Содержание:
Введение

Глава 1. Литературный обзор.

§1.1. Поведение индивидуальных дислокаций в кристаллах под действием механической нагрузки.

1.1.1. Динамика дислокаций в щелочно-галоидных кристаллах.

1.1.2. Вклад атермической компоненты в пластическую деформацию кристаллов.

1.1.3. Влияние параметров нагружающего импульса на движение дислокаций.

1.1.4. Влияние внутренних дальнодействующих напряжений на движение дислокаций.

§ 1.2. Влияние слабых магнитных полей на свойства немагнитных материалов.

1.2.1. Изменение физических свойств диамагнитных материалов в магнитном поле.

1.2.2. Влияние магнитного поля на спин-зависимые химические реакции.

1.2.3. Влияние магнитного поля на механические свойства немагнитных материалов.
§ 1.3. Магнитопластический эффект.
1.3.1. Движение дислокаций в магнитном поле в отсутствие внешних напряжений.
1.3.2. Влияние внешних воздействий на магнитопластический эффект.
1.3.3. Влияние магнитного поля на состояние точечных дефектов в кристаллах.
1.3.4.Изменение механических свойств кристаллов в магнитном поле. Г лава 2. Методика экспериментов.
§ 2.1. Установка для нагружения кристаллов механическими
импульсами с управляемыми параметрами в магнитном поле.

2.1.1. Механическая часть установки.
2.1.2. Электрическая часть установки. Управление пьезоблоком. 43 Измерение импульса нагрузки.
§ 2.2. Методика приготовления образцов и схема экспериментов.
2.2.1. Методика приготовления образцов.
2.2.2. Схема экспериментов.
Глава 3. Особенности движения дислокаций в кристаллах ИаС1 под
действием механической нагрузки в магнитном поле.
§ 3.1. Движение дислокаций под действием механического импульса в
кристаллах №С1.
§3.2. Квазистатическая релаксация дислокационной структуры.
3.2.1. Модель квазистатической релаксации.
3.2.2. Кинематическая схема движения дислокаций в потенциальном 77 рельефе дальнодействующих внутренних напряжений с сухим трением.
3.2.3.Роль неравновесности дислокационной структуры.
§ 3.3. Магнитостимулированное движение дислокаций в условиях
импульсной механической нагрузки.
3.3.1. Экспериментальные результаты.
3.3.2. Магнитостимулированная релаксация дислокационной 98 структуры под действием механического импульса.
Глава 4. Упрочнение кристаллов №С1 (РЬ) в магнитном поле.
4.1. Введение и методика экспериментов.
4.2. Экспериментальные результаты и их обсуждение. 114 Глава 5. Влияние магнитного поля на микротвердость кристаллов 119 бифталата калия.
5.1. Введение и методика экспериментов.
5.2. Экспериментальные результаты и их обсуждение.
Выводы
Список литературы

Введение.
Движение дислокаций, являясь элементарным актом пластической деформации, весьма чувствительно к дополнительному воздействию электрического и магнитного полей, к облучению, что позволяет использовать дислокации как инструмент изучения физических свойств кристаллов. Особый интерес к исследованию поведения немагнитных материалов в слабых магнитных полях определяется уникальными возможностями изучения микромеханизмов взаимодействия дислокаций с точечными дефектами. Исследования магнитопластического эффекта, обнаруженного 15 лет назад как движение дислокаций в постоянном магнитном поле в отсутствие внешних напряжений, показали, насколько упрощены общепринятые механистические концепции, связанные с представлением о дилатационной природе взаимодействия между дислокациями и точечными дефектами. Совокупность полученных данных о природе магнитопластического эффекта указывает на ключевую роль спин-зависимых электронных переходов в процессе взаимодействия дислокации с точечным дефектом. Возможности практического применения магнитопластического эффекта обусловлены его проявлением на всех структурных уровнях в широком спектре немагнитных кристаллов.
К начету настоящей работы основные свойства магнитопластического эффекта в отсутствие внешних нагрузок и в условиях дополнительных внешних воздействий (облучение рентгеновскими лучами и видимым светом, электрическое поле) были достаточно хорошо изучены в ряде немагнитных кристаллов. Согласно проведенным исследованиям, слабое магнитное поле создает условия открепления дислокаций от локальных парамагнитных дефектов, а дальнейшее дислокационное движение обусловлено полями внутренних напряжений кристалла. Однако, внутренние напряжения являются неконтролируемой величиной. В связи с этим, целью данной работы является изучение движения дислокаций в магнитном поле под действием управляемой внешней нагрузки. Использование в качестве
экспозиции в постоянном [99 - 101, 106], импульсном [88, 89, 106] магнитном поле и переменном электрическом поле [107], Они проявлялись в увеличении пробегов дислокаций и дипольного момента, возникающего при нагружении образца из-за смещения заряженных дислокаций, при последующем нагружении [99, 108], Экспериментальная реализация различных
последовательностей процессов обработки кристалла магнитным полем, ввода дислокаций, приложения дополнительных внешних воздействий (электрическое поле [107], повышенные температуры [99]) позволила сделать выводы о модификации системы точечных дефектов кристаллов в магнитном поле. Эксперименты с наблюдением движения дислокаций в кристаллах NaCl методом "in situ” в импульсном магнитном поле и после его приложения [88] показали, что дислокации двигались и после окончания импульса магнитного поля, делая достаточно длинные остановки, Противоречие с результатами работы [82], где движение дислокаций наблюдалось только во время действия постоянного МП, кажущееся, поскольку изменения в магнитном поле могут происходить как в системе дислокация - парамагнитный примесный центр (непосредственно в МП, как в [82]), так и в подсистеме точечных дефектов (наблюдается последействие МП, как в [88]). Реакции какого типа будут преобладать, зависит от примесного состава и предыстории кристалла (важно какой термообработке, отжигу или закаливанию, подвергались образцы до эксперимента) [109 - 111]. Анализ возможных механизмов, связанных с влиянием магнитного поля на кинетику спин-зависимых химических реакций протекающих при сближении парамагнитных дефектов различной природы приведен в [88, 112 - 114]. Используя чувствительность дислокаций к состоянию точечных дефектов для изучения кинетики возбуждения точечных дефектов импульсным магнитным полем и их релаксации после его выключения [88, 89], авторы пришли к выводу, что импульсное магнитное поле изменяет состояния и точечных дефектов и дислокаций по отдельности. Релаксация нового состояния точечных дефектов обеспечивается рекомбинационными процессами и является термоактивируемой [89].