Внутреннее трение и электропроводность кристалла KLISO4 в окрестности высокотемпературных фазовых переходов

• Автор: Ходоров, Анатолий Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 122 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
ГЛАВА 1. КРИСТАЛЛЫ С ВЫСОКОЙ ИОННОЙ ПРОВОДИМОСТЬЮ
1.1. Основные свойства и классификация суперионных проводников
1.2. Кристаллическая структура и свойства суперионного кристалла КЬіБОд
1.2.1. Кристаллическая структура
1.2.2. Последовательность фазовых переходов
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА И ОБРАЗЦОВ
2.1. Обоснование выбора методики исследований
2.2. Установка для комплексных исследований инфранизко-частотных механических свойств твердых тел
2.3. Расчет внутреннего трения, модуля сдвига и погрешностей измерений
2.4. Подготовка и аттестация образцов
2.5. Установка для исследования диэлектрических характеристик
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОЙ
ЗАВИСИМОСТИ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ В ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ФАЗАХ
3.1. Температурная зависимость электропроводности
3.2. Скачок проводимости в результате фазового перехода
при 712К
3.3. Температурное поведение проводимости в окрестности фазовго перехода при 948К
ГЛАВА 4. ИНФРАНИЗКОЧАСТОТНАЯ МЕХАНИЧЕСКАЯ РЕЛАКСАЦИЯ В КІіБО* ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ
4.1. Температурные зависимости внутреннего трения и модуля сдвига
4.2. Влияние постоянного сдвигового механического напряжения
на внутреннее трение и модуль сдвига кристалла Ки804
4.3. Влияние амплитуды измерительного механического напряжения на внутреннее трение и модуль сдвига в окрестности высокотемпературного сегнетоэластического фазового перехода
4.4. Механизм механических потерь при суперионном еегнетоэлаетическом фазовом переходе
4.5. Спонтанное закручивание образцов К1л804
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ АНОМАЛЬНОГО
ТЕРМИЧЕСКОГО ГИСТЕРЕЗИСА СВОЙСТВ В ОБЛАСТИ
ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА ПРИ 712К
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Физика сегнетоэластических и родственных явлений и тесно переплетающаяся с ней физика структурных фазовых переходов принадлежат к важнейшим и быстро развивающимся разделам фундаментальной физики твердого тела, а сегнетоэластические материалы благодаря уникальным физическим свойствам находят все более широкое применение в опто- и акустоэлектронике, информатике и измерительной технике, а также в других отраслях современной промышленности. Специфика физических свойств еегнетоэлаетиков в основном определяется существованием у них в определенном температурном интервале спонтанной реориентируемой деформации, а также наличием и динамикой доменной структуры.
В последние годы особенно интенсивно исследуются кристаллы, в которых сегнетоэластические фазовые переходы, особенно при высоких температурах, предшествуют переходу в фазу с суперионной проводимостью, непосредственно связанной со структурным разупорядочением этих материалов. Существование фазы с суперионной проводимостью приводит к значительному изменению всех физических свойств кристалла, а также появлению новых явлений, которые ранее не встречались в практике исследования еегнетоэлаетиков. Исследования суперионных кристаллов свидетельствуют о значительном эффекте взаимодействия между дефектной и доменной структурами в разупорядоченных фазах.
Для развития исследований специфических особенностей суперио-ников-сегнетоэластиков методологически важно проведение комплексных исследований макроскопических (диэлектрических, электрических, упругих, неупругих и др.) свойств при низких и инфранизких частотах, на которых особенно явно проявляется взаимодействие дефектов кристаллической решетки с идеальной структурой, притом со специфическими механизмами таких взаимодействий, так как характерные времена релак-

мощью тонкой влажной нити вырезались образцы размером 3x3x20 мм, длинная часть которых была ориентирована вдоль одной из кристаллофизических осей. Для получения в сечении, перпендикулярном длинной оси, квадрата со стороной * 2мм образцы шлифовали и полировали на полировальных пластинах, смоченных небольшим количеством воды с добавлением глицерина. Чистота обработки поверхностей была не хуже 8 класса. Точность определения линейных размеров составляла 0,01 мм. Ра-зориентировка образцов относительно кристаллофизических осей была не более 10.
В работе было использовано общепринятое обозначение кристаллофизических осей, согласно которому а || X, Ь || У, с |[ Ъ. Далее образцы в виде брусков, вырезанных так, что их длинная сторона направлена вдоль оси X или Ъ, будем называть образцами X- и Ъ- ориентации соответственно. Ориентации, при которых внешнее механическое напряжение сопряжено со спонтанной деформацией, возникающей при сегнето-эластическом фазовом переходе, условно будем называть “активными”, другие -’’неактивными”. Для кристаллов КХ5 активными ориентациями будут X и У, а неактивной Ъ. Ориентация образцов показана на рис. 2.4.
Для диэлектрических измерений использовались образцы Х-, У- и Ъ- срезов размерами 10x10x1 мм3.
Монокристаллические були и приготовленные к измерениям образцы паспортизировались и хранились в эксикаторе с силикагелем.
2.5. Установка для исследования диэлектрических характеристик
Для измерения диэлектрических характеристик (емкости С и проводимости о) использовался автоматический мост Е7-12, позволяющий производить измерения емкости в диапазоне от 1015 Ф до 10-7 Ф и прово