Книги по разным темам Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |   ...   | 12 |

и концентрации примеси указывает на то, что примесные Впервые это было сделано в [117Ц119]. Во время атомы принимают активное участие в магниточувствиодноосного сжатия монокристаллов NaCl до 5%, тельных процессах и при макродеформировании.

длившегося 10-15 min, на разных стадиях деформироВместе с тем, как легко видеть из сравнения конценвания кратковременно (на 5-10 s) включали постоянное трационных зависимостей на врезках к рис. 3 и 9, для МП B = 0.7T (рис. 9). Коэффициент деформационного одних и тех же кристаллов NaCl : Ca в опытах с депинупрочнения G = / в эти отрезки времени (GB) нингом дислокаций магнитным полем в ненагруженных падал (в максимуме до 2 раз). Действие импульсного образцах наблюдается падение МПЭ с увеличением C, МП (B = 7T, tB = 10 ms) приводило к скачкообразному в то время как при активном макродеформировании, падению G спустя 50-100 ms после окончания импульса.

напротив рост (с признаками насыщения). Это можЗатем следовал участок с повышенным G, на котором но объяснить двоякой ролью иновалентной примеси в кристалле в условиях действия на него МП. С одной стороны, рост C увеличивает общее количество стопоров, а следовательно, повышает стартовые напряжения для дислокаций и предел текучести, а с другой Ч приводит к увеличению числа объектов, на которые может действовать МП, и их доли в общей статистике тормозящих центров. Очевидно, первый фактор важнее в условиях, когда движущей силой МПЭ являются невысокие внутренние напряжения, а второй Ч в опытах с макродеформированием, когда внешних напряжений достаточно для преодоления большинства локальных стопоров.

В [120Ц123] приводятся данные об уменьшении предела текучести y в ионных кристаллах в МП 1T до 2.5 раз и обсуждаются возможные причины этого эффекта. В [124] исследовалось влияние постоянного МП с индукцией B = 0.2 T на скорость ползучести сегнетоэлектрических кристаллов NaNO2 и монокристаллов LiF. Установлено, что в обоих материалах вклюРис. 9. Изменение коэффициента деформационного упроч чение МП приводит к росту скорости ползучести B, нения при макродеформировании ионных кристаллов в поа выключение Ч к возврату ее величины к прежнему стоянном МП (B = 0.7T) в функции от достигнутой сте значению 0. Отношение B/0 сильно зависело от пени деформации и примесного состава. T = 293 K, скорости деформации перед включением МП и в NaNO1 ЧNaCl : Ca (0.1%); 2 Ч KCl : Ca (0.03%); 3 Ч LiF : Mg достигало 7 при 0 0.2 10-5 s-1, в то время как в (0.03%); 4 ЧKCl : Pb (0.03%); 5 Ч KCl : Mn (0.03%); 6 Ч NaCl : Ca (концентрационная зависимость) LiF оно не превышало 1.6. Причины столь высокой Физика твердого тела, 2004, том 46, вып. Магнитопластичность твердых тел чувствительности NaNO2 к МП остаются неясными.

В [125] изучались in situ действие и последействие постоянного МП с B от 0.2 до 2 T на скорость ползучести в молекулярных кристаллах фуллерита C60. Знак эффекта зависел от температуры (фазового состояния образца). При T = 293 K (в ГЦК решетке) МП приводило к ускорению деформации, в то время как при T = 110 K (простая кубическая решетка), напротив, к ее замедлению вплоть до полного прекращения в первые секунды после включения МП. Инверсия знака МПЭ при фазовом переходе в C60 наблюдалось ранее в [126], где изучалось последействие МП на микротвердость фуллерита в интервале температур экспозиции в поле от 200 до 300 K.

Несколько особняком в длинном ряду МПЭ, обнаруженных в последние годы, стоят магнитные эффекты в полимерах. Первоначально их помещали в МП во время полимеризации, отверждения или в высокоэластичном состоянии выше температуры стеклования, а потом изучали их свойства при более низких температурах. При этом наблюдались индуцированные полем изменения структуры, диэлектрических и механических свойств, которые большинство авторов связывали с ориентационРис. 10. Зависимости изменения микротвердости H от времеными процессами в структуре полимера под действием ни t после обработки импульсом МП (B = 24 T, tB = 10-4 s) МП. Обзор этих работ можно найти в [127].

в монокристалах NaCl (1), C60 (2) и ПММА (3). Значения H В серии работ [128Ц130] обнаружено влияние по- до включения МП показаны штрихом, а моменты включения стоянного МП B = 0.2-0.4 T на кинетику ползучести МП Ч стрелками. T = 293 K.

ряда полимеров (ПММА, ПВХ и др.) в стеклообразном состоянии (при T 300 K). При этом эффект in situ действия МП на скорость ползучести, величину и скорость переориентацией звеньев макромолекул (из-за малого микроскачков деформации значительно возрастал, если времени действия импульса МП). Вместе с тем наблюобразец до начала деформирования в МП выдерживался далась корреляция величины дипольных и магнитных в таком же или более сильном поле длительное время моментов боковых групп цепи и характеристик МПЭ.

(до 700 h). Авторы связывали наблюдаемые эффекты Невзирая на высокую степень опасности искажес величиной диамагнитной восприимчивости отдельных ния результатов вследствие инструментальных эффекмономерных звеньев и ее анизотропией, хотя и не тов в нагружающем устройстве (см. например, [35]), предлагали детального механизма влияния МП на них в [137Ц139] исследовали in situ влияние МП B = 0.2T на (с учетом перечисленных выше проблем, свойственных микротвердость монокристаллов Bi. МП включали непоДсиловымУ моделям такого рода).

средственно в процессе внедрения индентора. Авторы Обработка ионных, ионно-ковалентных, молекулярнаблюдали рост H и уменьшение размеров двойниковых ных кристаллов (C60) и других в МП приводит к прослоек вокруг отпечатка.

последействию, выражающемуся и в долговременных 1.5. Р а з р у ш е н и е. Пластическое течение и разруизменениях микротвердости H [12,93,94,126,131Ц136].

шение Ч связанные, а зачастую взаимообусловленные В качестве примера на рис. 10 показаны зависимости H процессы. Зарождение и медленный рост трещин до от времени t, прошедшего после действия импульса критического размера, как правило, контролируются пополя в кристаллах NaCl, C60 и ПММА. Разумеется, и движностью и характером взаимодействия дислокаций.

в этом случае речь может идти лишь о влиянии МП на Поэтому влияние МП на их динамику должно отражатьисходную структуру, так как все процедуры нагружения ся и на поведении трещин. Кроме того, МП может дейи измерения H происходили через некоторое время ствовать на квазихрупкое разрушение, усталость, износ после экспозиции образца в МП.

и т. п. и по другим, недислокационным каналам [140].

Последействие коротких импульсов МП (B = 30 T, Ограничимся результатами, относящимися к разруtB = 25-1300 s) на механические свойства полимеров в стеклообразном состоянии изучалось в [131Ц133]. шению ионных кристаллов в постоянном МП. В [141] Установлено, что наблюдаемые эффекты разупрочнения наблюдалось изменение направления роста трещины после действия МП носят обратимый характер (для в монокристалле LiF при попадании ее веришны в релаксации H к исходному значению требовались десят- область действия МП (B = 0.1-1T). При этом треки часов при T = 300 K) и не могут быть объяснены щина переходила из плоскости спайности типа (100) Физика твердого тела, 2004, том 46, вып. 780 Ю.И. Головин (обычной для щелочно-галоидных кристаллов) в плос- в дефектной структуре, а другая Ч с ограничением кость с большей поверхностной энергией типа (110), пробегов дислокаций непреодолимыми стопорами. Закоторая является плоскостью легкого скольжения для метим, что как пороговый характер, так и насыщение краевых дислокаций. Авторы работы [141] использовали МПЭ по магнитному полю косвенно свидетельствует о для объяснения этого эффекта модель, предложенную селективном влиянии МП на определенные дефекты и в [142] М. Молоцким. Она сводится к блокированию степени свободы в кристалле, в то время как другие лавинной релаксации поверхностных электрических за- не испытывают такого влияния. Иными словами, МП рядов на противоположных полостях трещины за счет специфически меняет соотношение между различнымагнетронного эффекта в МП. Однако, согласно [142], ми факторами, контролирующими физико-механические для отсечки электронных лавин в полости растущей свойства кристаллов.

трещины необходимы поля > 30 T, которые на 2 порядка 3) В МП от 0.1 до 1Ц2 T величина эффекта обычно величины превышают использовавшиеся в [141]. К мопропорциональна B2 и не зависит от направления вектоменту опубликования [141] не было известно о возможра поля B, если он лежит в плоскости, перпендикулярности сильного стимулирования подвижности дислоканой линии дислокации l. При B l МПЭ отсутствует.

ций в LiF в гораздо более слабых МП. Разупрочнение 4) Для реализации МПЭ необходима биографическая в плоскости скольжения наиболее подвижных краевых или непрерывно возобновляемая неравновесность струкдислокаций, скорее всего, и было причиной перехода туры. В первом случае МПЭ может иметь ДразовыйУ трещины в эту плоскость. В [143,144] те же авторы характер и после релаксации структуры, вызванной наблюдали увеличение в МП B = 0.4 T предельных действием МП достаточной амплитуды и длительности, нагрузок, выдерживаемых образцами LiF до разрушения больше не воспроизводиться в последующих магнитных (до 1.4 раза), а также числа импульсов акустической обработках.

эмиссии до разрушения в 2.5 раза. Из кривых нагру5) Большое влияние на МПЭ оказывает тип и состожения -, приводимых авторами, следует, что эффект яние примеси. Как правило, наибольший эффект возниупрочнения в МП достигался не столько за счет увекает при наличии в кристалле иновалентных примесей, личения G = /, сколько за счет роста ресурса плане создающих больших дилатационных искажений в стичности в области больших. С учетом полученных решетке.

теперь результатов по магнитопластичности, естествен6) Существует не один, а несколько каналов влияния но предположить, что рост несущей способности в МП МП на структуру и свойства. В результате МП мопроизошел за счет более легкой релаксации напряжений жет индуцировать многостадийные параллельно-послев местах их концентрации благодаря увеличению подовательные процессы релаксации дефектной структуры, движности дислокаций. Все это дает основание полагать, часть которых имеет уникальный характер и не может что гораздо более сложные и менее изученные процессы быть инициирована термообработкой, механическими течения и разрушения при больших деформациях также воздействиями и т. п. Наиболее важными из процессов, подвержены влиянию МП и могут рассматриваться как катализируемых МП, являются депиннинг дислокаций, часть науки о механическом поведении твердых тел в распад примесных комплексов и последующая рекомбиэлектромагнитных полях.

нация продуктов распада на других дефектах структуры Подведем промежуточные итоги начального этапа или между собой.

изучения МПЭ в диамагнитных кристаллах. Несмотря на некоторую несогласованность, а иногда и противоречивость имеющихся даннных, связанных с недостатком 2. Комбинированные и родственные информации об условиях эксперимента и предыстории явления, стимулируемые в твердых образца, плохо контролируемым примесным составом и телах магнитным полем состоянием примеси, различиями в подходах к интерпретации результатов и т. д., в целом можно считать твердо Пластическое течение Ч одно из релаксационных установленными следующие положения.

явлений в твердых телах, имеющее много общего с 1) Влияние слабых МП на неупругие и пластические другими ему подобными явлениями, контролируемыми свойства твердых тел различной природы наблюдается динамикой дефектов атомарной структуры или элекна всех струтурных уровнях и степенях деформации тронных возбуждений. Некоторые из них также облада(от 10-5 до 1).

2) В немагнитных материалах имеют место как маг- ют высокой чувствительностью к слабым МП, что было нитные эффекты in situ, так и постэффекты Ч длитель- обнаружено даже раньше, чем МПЭ. Несмотря на то, что при этом регистрируют немеханические отклики, ная или постоянная ДпамятьУ об экспозиции в МП. Как природа первичных актов может иметь общие корни.

правило, они носят пороговый характер по величине индукции МП и продолжительности его действия, а так- Определенные преимущества такой постановки опытов же достигают насыщения в полях несколько T. Следует заключаются в том, что измеряемая величина может различать, по меньшей мере, две причины насыщения: отражать ход процессов, более близких к элементарным одна связана с магниточувствительными процессами актам действия МП, чем в механических испытаниях, и Физика твердого тела, 2004, том 46, вып. Магнитопластичность твердых тел быть менее инерционной. С другой стороны на электрон- лежал в плоскости их скольжения и был направлен перные возбуждения можно подействовать и другими сред- пендикулярно линии дислокации. Если при E = 0 имествами (светом, электрическим полем, ионизирующим лась слабая температурная зависимость подвижности облучением) и получить дополнительную информацию (см. подробнее п. 1.1), топриналичииЭПона совсемотоб их динамике в МП. Поэтому в дальнейшем кратко сутствовала в диапазоне T от 77 до 300 K. Важно также рассмотрено несколько групп близких к МПЭ Дмагнит- отметить, что в условиях вращающегося МП (B = 0.5T) ныхУ эффектов, наблюдавшихся в магнитонеупорядо- включение ЭП (E = 1.2kV/ m) приводило к увеличению ченных твердых телах в слабых МП. пробегов только краевых дислокаций (без изменения 2.1. Э л е к т р о - м а г н и т о п л а с т и ч н о с т ь. Остав- пороговой частоты вращения МП c) и не влияло ни ляя в стороне чисто электропластические эффекты на какие параметры подвижности винтовых дислокаций.

(ЭПЭ), которые исследуются в диэлектриках, полупро- Из совокупности этих результатов авторы делают вывод, водниках, металлах, сплавах и др. уже около полуве- что ЭП действует силовым образом на скорость пробека [145Ц151], сосредоточимся на обсуждении комбини- гов заряженных дислокаций между магниточувствительрованного действия магнитного и электрического по- ными стопорами, не оказывая существенного влияния ля (ЭП) на объект. Помимо того, что имеется ряд работ, (ввиду своей малости) на вероятность их депиннинга в которых эти поля прикладываются к образцу поочеред- в МП. Дальнейшее понижение ЭП при одновременном но или одновременно, необходимо принять во внимание наблюдении за направлением движения открепившихся следующие важные обстоятельства. ДПостоянноеУ МП, дислокаций могло бы дать оценку величины и расстрого говоря, никогда не бывает абсолютно неизмен- пределения внутренних напряжений в этих кристаллах.

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |   ...   | 12 |    Книги по разным темам