Структура и морфология поверхностей ионных кристаллов, формирующаяся при термоэлектрическом воздействии

Кочергина Юлия Алексеевна родилась в 1985 г. В 2002 г. окончила среднюю школу и поступила в Тамбовский государственный университет им. Державина на физико-математический факультет. Обучение завершила в 2007 г. с дипломом с отличием. В том же году поступила в аспирантуру по специальности 01.04.07 - «Физика конденсированного состояния». В настоящее время - аспирант третьего года обучения.

Область научных интересов: легирование ионных кристаллов атомами различных металлов при термоэлектрическом воздействии.

Основные научные публикации:

1. Кочергина Ю.А., Федоров В.А., Карыев Л.Г., Зайцев С.А., Ковалева М.Г. Структура и свойства ион-

ных кристаллов легированных металлами под действием тепловых и электрических полей // Актуальные проблемы прочности: сб. тр. XLVIII Междунар. конф., посвящ. памяти М.А. Криштала. Тольятти, 15-18 сент. 2009 г. Тольятти, 2009. С. 75-76.

2. Кочергина Ю.А., Карыев Л.Г., Федоров В.А. Дефектообразование в ионных кристаллах при их легировании под действием тепловых и электрических полей // Вестн. Тамб. ун-та. Сер. Естеств. и техн. науки. Тамбов, 2009. Т. 14. Вып. 1. С. 221-222.

3. Кочергина Ю.А., Федоров В.А., Карыев Л.Г., Зайцев С.А. Поверхностные образования в ионных кристаллах при термоэлектрическом воздействии // Пятнадцатая Всерос. науч. конф. студентов-физиков и молодых ученых: сб. материалов конф. ВНКСФ-15. Кемерово; Томск, 26 марта - 2 апр. 2009 г. Томск, 2009. С. 125.

4. Кочергина Ю.А., Федоров В.А., Карыев Л.Г., Зайцев С.А. Структура и свойства ионных кристаллов, легированных при термоэлектрическом воздействии // Физика прочности и пластичности материалов: сб. тез. XVII Междунар. конф. Самара, 23-25 июня 2009 г. Самара, 2009. С. 57.

5. Кочергина Ю.А., Карыев Л.Г., Федоров В.А., Зайцев С.А. Структура и свойства щелочно-галоидных кристаллов, легированных металлами под действием тепловых и электрических полей // Деформация и разрушение материалов и наноматериалов: сб. материалов Третьей Междунар. конф. DFMN-09. Москва, 12-15 окт. 2009 г. М., 2009. С. 126.

УДК 537.9

СТРУКТУРА И МОРФОЛОГИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ ИОННЫХ КРИСТАЛЛОВ, ФОРМИРУЮЩАЯСЯ ПРИ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ВОЗДЕЙСТВИИ

© Л.Г. Карыев, Ю.А. Кочергина, В.А. Федоров, Н.П. Жукова

Ключевые слова: структурно-фазовые превращения, малоразмерные структуры, ионные кристаллы, термоэлектрическое воздействие.

Рассмотрены структурно-фазовые превращения на поверхностях ионных кристаллов (в т. ч. и бикристаллов) различной кристаллографической ориентации при нагреве в электрическом поле, силовые линии которого ориентированы нормально и параллельно поверхности. Исследованы малоразмерные структуры, образующиеся в кристаллах при термоэлектрическом воздействии.

ВВЕДЕНИЕ

Исследования любых сложных процессов проводят обычно на наиболее простых в структурном отношении и достаточно хорошо изученных материалах, так называемых модельных. К ним относятся ионные кристаллы. Исследование свойств ионных кристаллов в

электрических полях ведется на протяжении многих лет. Однако интерес к этим материалам как модели диэлектрика с ионной связью не ослабевает, т. к. дальнейшие перспективы практического применения материалов на основе ионных и суперионных проводников определяются глубиной понимания природы формирования физико-химических свойств, выявлением зако-

номерностей изменения последних в кристаллических соединениях, нахождением возможности их целенаправленного модифицирования. Изменение физических свойств кристаллических тел под действием различных факторов, в частности, влияние электрических полей и термообработки на поверхность и структуру кристалла, легирование кристаллов примесями являются весьма актуальными проблемами физики твердого тела. Основной аспект этих проблем, имеющий большое практическое значение, - создание материалов с улучшенными и новыми свойствами [1].

МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

Исследовали образцы ионных кристаллов №С1, Б1Р, КС1, СаС03 размером 20*8*(2-3) мм, которые выкалывались из крупных кристаллов по плоскостям спайности. Образец помещался между электродами с напряжением 400 В, электрическое поле было ориентировано нормально к исследуемым поверхностям {100}, {350}, {110} и {111}. Затем осуществляли нагрев до 873 К со скоростью 200 К/ч. Сила тока при этом составляла 10-20 мА. Охлаждали образцы со скоростью 50 К/ч вместе с печью. Напряжение на образце и температуру контролировали прибором «Н 307/2».

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Под влиянием электрического поля и одновременного нагрева происходит образование поверхностных малоразмерных структур в ЩГК.

Структурно-фазовые превращения на поверхностях ионных кристаллов различной кристаллографической ориентации при нагреве в электрическом поле, силовые линии которого ориентированы перпендикулярно исследуемым поверхностям. В работах [2-5] было показано, что одновременное воздействие нагрева и электрического поля на щелочногалоидные кристаллы приводит к изменениям состояния поверхности скола.

Изменения проявляются в виде «капель» вязкого вещества. Выявлено, что появление «капель» связано с накоплением избыточного заряда на поверхности и локальным перегревом вследствие бомбардировки поверхности ионами среды [3].

Исследование структуры и морфологии поверхностей {100} ЩГК [6] позволяет трактовать наблюдаемые изменения как фазовый переход первого рода, а поверхностные новообразования - новой фазой. Ряд признаков: существование границы раздела между фазами - расслоение фаз и некоторой критической температуры начала появления новой фазы, а также различие свойств кристалла и новообразований свидетельствуют в пользу фазового превращения.

Отмечено, что на свободных поверхностях {100} образцов из кристаллов ЫаС1, КС1 и СаС03, а также на поверхностях {100}, {350}, {110} и {111} - Б1Р обнаружены изменения в виде каплеобразных островков как правильной, так и неправильной формы (рис. 1). Первоначально изменения появляются на участках поверхности, содержащих неоднородности, такие как царапины, ступеньки скола и т. д., затем их появление наблю-

г)

Рис. 1. Новая фаза на поверхности ионных кристаллов: а) в виде капель желеобразной консистенции на поверхности {100} КС1; б) в виде вязкой жидкости на поверхности {100} СаС03; в, г) новообразования на поверхностях {100} и {350} кристаллов ЫР, соответственно

в)

Рис. 2. Последовательность образования новой фазы на поверхностях {110} кристаллов ЫР. а) температура - Т = 723 4 4 773 К, плотность тока - ] ~ 0,015 А/м2; б) Т = 773 4 823 К, } ~ 0,2 А/м2; в) Т > 823 К,} > 0,5 А/м2

дается на всех участках поверхностей образцов как на поверхности противоположной поверхности, плотно контактирующей с электродом, так и на перпендикулярных ей боковых поверхностях. Новообразования имеют характерные размеры 3-300 мкм. Новообразования на поверхности {100} желеобразной консистенции, на остальных поверхностях представляют собой вязкую жидкость, не смачивающую поверхность кристалла (рис. 1).

Выявлена связь между размерами новообразований и величиной плотности тока - ]. Новообразования с размерами 143 мкм наблюдались при плотности тока / ~ 0,015 А/м2 (рис. 2а); с размерами 3430 мкм - при

плотности тока/ ~ 0,2 А/м2 (рис. 2б); с размерами 30 4 4300 мкм -/ ~ 0,5 А/м2 (рис. 2в). При плотности тока / > 0,5 А/м2 наблюдались следующие варианты дальнейшего развития. На поверхности {100} в первом случае сфероидальные образования - имеют размеры 1 43 мкм, а вся поверхность кристалла (подвергавшаяся воздействию поля) между ними покрыта тонким слоем ~1 мкм вязкой жидкости, во втором - наблюдается слияние крупных капель между собой. На поверхностях {350}, {110} и {111} новообразования объединяются в крупные участки неопределенной формы (рис. 2в) или вся поверхность покрывается слоем вязкой жидкости.

На поверхностях {100} всех исследуемых образцов появление новообразований сопровождается образованием под ними лунок, имеющих определенную кристаллографическую огранку (рис. 3). Поверхности лунок являются поверхностями раздела между кристаллом и новой фазой.

В ходе проведения опытов при термоэлектрическом воздействии на кристалл на свободных боковых поверхностях образцов наблюдали следы перемещения новой фазы в направлении от положительного электрода к отрицательному (рис. 4).

В случае охлаждения кристаллов при полярности противоположной полярности нагрева и равенстве проходящих зарядов новая фаза исчезает [7].

Проведенные в работе [7] масс-спектрографические исследования вещества на поверхностях {100} ЩГК показали, что химический состав вещества новообразований по качественному составу отличается от матричной лишь присутствием ионов газовой среды.

б)

Рис. 3. Лунки на поверхности {100} с характерной кристаллографической огранкой. а) №С1, б) ОБ

Рис. 4. Следы перемещения новой фазы на боковой поверхности (010) кристалла КС1 (10-3 вес.%) от положительного электрода к отрицательному

Исследование вещества новообразований методом рентгеноструктурного анализа показало, что термоэлектрическое воздействие на ионные кристаллы приводит к увеличению межатомного расстояния в поверхностных слоях и сопровождается образованием вещества на поверхности кристалла в аморфном состоянии. Консистенция аморфного состояния зависит от ретикулярной плотности поверхности и от типа ионного кристалла (масса катиона) и может изменяться от желеобразной до жидкой с высокой вязкостью.

Кроме того, под действием потенциала внешнего электрического поля (и = 80 В), приложенного к поверхности ЩГК при температурах свыше 600 К, на поверхностях монокристаллов ЫБ, КС1 также появлялись структурные изменения и новая фаза (рис. 5). На отрицательно заряженной - в виде сферических желеобразных новообразований с характерным размером 3300 мкм, покрывающих значительные участки поверхности, и ступенчатых пирамидальных наслоений с каплей или без таковой на вершине (рис. 5а, б). На положительно заряженной поверхности участки новой фазы значительно меньшего размера, а плоские наслоения имеют кристаллографическую огранку, соответствующую кубической сингонии (рис. 5в). Количество новой фазы на отрицательно заряженной поверхности существенно выше, чем на положительно заряженной. При отсутствии какого-либо потенциала на поверхности КС1 наблюдаемые структурные изменения представляют собой результат термического травления. Новой фазы при этом не наблюдается (рис. 5г).

Подобным изменениям подвержены поверхности других ионных кристаллов с различной ретикулярной плотностью (рис. 6).

Образование новой фазы обусловлено миграцией ионов в интервале температур, соответствующих собственной проводимости [8].

Заметный вклад в образование поверхностного заряда также вносит различная скорость сублимации компонент матрицы, вызванная различным давлением насыщенных паров, составляющих кристалл элементов при температурах, близких к температуре плавления. Таким образом, присутствие некомпенсированного заряда на поверхностях ионных кристаллов приводит к изменению стехиометрического соотношения ионов по отношению к стехиометрии матрицы.

Нагрев и бомбардировка ионами воздуха так же могут способствовать изменению стехиометрии [9].

г)

Рис. 5. Структурные изменения поверхностей {100} кристаллов КС1 при нагреве до 873 К: а, б) - отрицательный потенциал, в) - положительный потенциал, г) - нагрев в отсутствии потенциала на кристалле

б)

Рис. 6. Структурные изменения поверхностей кристаллов ОБ (отрицательный потенциал). а) {110}, б) {100}

Движение новой фазы на боковых поверхностях образцов в процессе термоэлектрического воздействия от положительного электрода к отрицательному (рис. 4) объясняется направленным дрейфом, в основном, положительных ионов вещества поверхности к катоду. Данный факт хорошо согласуется с предположением о том, что объемный заряд у противоположных поверхностей формируется за счет миграции положительных ионов металла, приводящей к нарушению стехиометрического состава.

Кристаллизация новообразований при изменении освещенности и в результате вылеживания. В результате длительного вылеживания (более 30 4 4 60 суток) в полной темноте при комнатной температуре в веществе новообразований автор [10] наблюдал появление твердой кристаллической фазы (рис. 7).

Отмечено, что при наблюдении в оптическом микроскопе под действием локального облучения в видимом диапазоне длин волн, при освещенности Е ~ 110 кд/см2 и комнатной температуре в объеме новообразований возможен многократный обратимый неконтролируемый рост кристаллов (рис. 8). Т. е. изменением освещенности новой фазы можно вызывать в ней рост кристаллов или их растворение. Скорость движения фронта кристаллизации достигает 0,1-3 мкм/с в зависимости от формы роста кристалла. Кристаллизация происходит послойно, а образующиеся кристаллы наиболее часто растут в форме пересекающихся игл (рис. 9).

б)

Рис. 7. Кристаллизация вещества новообразований в процессе вылеживания при комнатной температуре (показано стрелкой) на поверхности кристаллов ОБ: а) поверхность {110}; б) поверхность {100}

Обратный процесс - растворение кристаллов - переход в исходную фазу наблюдается при изменении освещенности (изменение освещенности при фокусировке и расфокусировке светового пучка в микроскопе). Растворение кристаллов наблюдали и при вылеживании в течение нескольких часов [11]. Кратковременный нагрев образца до температур ~ 100 оС не вызывает изменений в образовавшихся кристаллах.

Фазовые превращения на контактирующих поверхностях разнородных ионных кристаллов при термоэлектрическом воздействии. В работе [10] показано, что термоэлектрическим воздействием на кристалл с трещиной по плоскости спайности {100} возможно восстановление сплошности кристалла на участках по площади сопоставимых с размерами площади электродов, между которыми находится кристалл.

Для разнородных контактирующих пар (ЫБ и №01), независимо от полярности, в зоне контакта наблюдали образование новой фазы в виде желеобразного вещества в форме отдельных «островков», соединенных тонкими рукавами (рис. 10) или в форме крупных криволинейных полос, а также монокристалличе-ских наслоений (рис. 11). Однако следует отметить, что при полярности ЫБ- желеобразного вещества значительно меньше и оно локализовано в более мелких образованиях (рис. 11).

в)

Рис. 8. Рост кристаллов в аморфной фазе на свободной поверхности {110} кристаллов ЫБ; поверхность заряжена отрицательно; а) исходное состояние участка новой фазы (стрелками обозначены края участка), б) тот же участок через 2 минуты - рост кристаллов, в) через 5 минут - процесс кристаллизации завершен

б)

Рис. 10. Морфология контактирующих поверхностей системы ЫБ:КаС1 при полярности а) поверхность ЫБ, б) поверхность

№С1. Монокристаллические наслоения отмечены стрелками

б)

Рис. 11. Морфология контактирующих поверхностей системы ЫБ:№аС1 при полярности ОБ-. а) поверхность ОБ, б) поверхность №аС1. Монокристаллические наслоения отмечены стрелками

Обнаруженные явления автор [7] объясняет следующим образом: стационарное внешнее электрическое поле вызывает диффузию ионов металла в направлении линий напряженности в обоих кристаллах. В результате, в полость несплошности сублимируют положительно заряженные ионы, в то время как на свободной поверхности кристалла, соединенного с отрицательным полюсом, образуется объемный отрицательный заряд за счет оттока от нее ионов металла. Силы электростатического отталкивания и внешнее электрическое поле также приводят к испарению ионов галоида в полость несплошности, что сопровождается «растворением» поверхности. В случае положительно заряженной поверхности «растворения» не происходит, так как ионы металла, насыщая поверхность зарядом, становятся междоузельными, что не приводит к разрушению поверхности [12, 13].

Образование новой желеобразной фазы в зоне контакта обусловлено также нарушением стехиометрии соединяемых кристаллов №аС1 и ЫБ. Не исключается нарушение стехиометрии и у вновь образовавшихся кристаллов №аБ или ЫС1. В этом случае их физические свойства [14], в частности температура плавления [15],

могут отличаться от соединений стехиометрического состава (температуры плавления: ЫС1 - 613 °С, №аБ -996 °С [16-18]). Нарушение стехиометрии и в первом и во втором случаях - следствие различной подвижности ионов при равных условиях.

Структура и морфология поверхностей ионных кристаллов при нагреве в электрическом поле, силовые линии которого ориентированы параллельно поверхности. При нагреве ионных кристаллов в однородном электрическом поле в интервале собственной проводимости (выше 823 К) наблюдались изменения, которые проявлялись в виде капель вязкого вещества. Исследования скола, перпендикулярного плоскости трещины (100), показали также наличие изменений («капель» вязкого вещества) внутренних областей кристалла, прилегающих к руслу трещины на расстояние до 100 мкм за счет агрегации примесей, вакансий или нарушения собственной стехиометрии кристалла.

Действие нагрева и электрического поля, параллельного поверхности скола, также сопровождается образованием «капель» (рис. 12).

На ранних стадиях нагрева и воздействия электрического поля на соединяемых поверхностях трещины появляются локальные необратимые изменения (рис. 14) в виде монокристаллических наростов [19-22].

Автором [10] были проведены исследования поведения поверхностей, ограничивающих полость введенной в кристалле по плоскости (001) макротрещины и поверхностей, ограничивающих пространство между наложенными друг на друга половинками расколотого образца в условиях нагрева и одновременного воздействия стационарного электрического поля.

Была исследована также связь образования локальных изменений поверхностей с различным состоянием примесей и точечных дефектов, а также неоднородностью их распределения, обусловленной дислокационной структурой испытуемых поверхностей кристалла, содержащих скопления ростовых краевых дислокации в плоскостях (011) (р ~ 5-106 см-2). Как отмечено выше, последние обогащены примесями и точечными дефектами, а механические свойства таких участков отличны от свойств всего кристалла [23].

Рис. 12. Капли желеобразного вещества на поверхности скола, перпендикулярного трещине, вытекшие из ее русла. Материал ОБ

б)

Рис. 13. Локальные изменения противоположных поверхностей скола искусственно введенной в кристалл трещины в плоскости {100}: а, б - симметрично расположенные дислокационные розетки на положительно и отрицательно заряженной поверхностях трещины соответственно, ЫБ

а)

б)

Рис. 14. Монокристаллические наросты на положительно заряженной поверхности искусственно введенной трещины скола; материал ЫБ

г)

Рис. 15. Соответствие форм дислокационных розеток и дендритообразных наростов, ЫБ (10-3 вес.%): а, б - вблизи вершины трещины; в, г - в удалении от вершины; б - нетравленая поверхность

Наблюдаемые автором [10] дислокационные розетки имеют различную физическую природу. На положительно заряженной поверхности несплошности (рис. 15 а, в, г) розетки - результат микропластических сдвигов при бомбардировке ионами Б-, а на отрицательно заряженной (рис. 15б) - результат разрушения кристаллической решетки при электролизе.

Образование кристаллических наслоений связано с тем, что при бомбардировке ионами фтора положительно заряженной поверхности трещины в зонах пластических сдвигов имеет место механоэмиссия ионов лития [24]. В результате рекомбинационной кристаллизации на положительно заряженной поверхности происходит образование наростов.

На ранних стадиях нагрева и воздействия ЭП на соединяемых поверхностях появляются локальные необратимые изменения в виде монокристаллических наростов [19-21, 23]. Авторы [14] объясняют диффузией материала из внутренних областей кристалла в полость трещины. Направленный дрейф материала обусловлен разностью температур приповерхностного слоя берегов трещины и удаленных областей кристалла. Образование капель вязкой жидкости на поверхности трещины объясняется тем, что по поверхности сила тока значительно больше, чем по объему образца. Это может приводить к локальному перегреву приповерхностных областей.

Изменения, наблюдаемые на поверхностях несплошности [25], качественно отличаются при переходе от одного температурного интервала к другому.

1) В температурном интервале примесной проводимости и при небольших временах обработки локальные изменения противоположных поверхностей скола проявляются в виде образования дислокационных розеток, расположенных напротив друг друга. Плотность распределения розеток на поверхности искусственно введенной трещины и их форма зависят от расстояния между поверхностями: плотность по мере удаления от вершины трещины уменьшается, форма становится округлой. При больших временах обработки происходит размытие розеток.

2) В температурном интервале собственной проводимости наблюдалось образование локальных моно-кристаллических наростов. Морфология и структура новообразований также зависят от расстояния между плоскостями, рельефа поверхностей и режимов обработки. Во всех случаях наслоения появляются на положительно заряженных поверхностях в местах существования дислокационных розеток, форма наростов соответствует форме розеток, на которых они образовались. Полигональные стенки вблизи наростов подтверждают то, что в этой области была предварительная деформация [26].

Образование поверхностных пор, дендритная и «антидендритная» кристаллизация при термоэлектрическом воздействии. При исследовании поверхности искусственно зарожденной трещины (100) кристаллов №аС1 в областях, удаленных на 2-3 мм от металла, авторами [1] были обнаружены внутрикристал-лические образования (рис. 16), поверхности которых содержат наслоения, соответствующие кубической структуре.

Результаты индентирования, а также характер изученной слоистой структуры внутренних поверхностей

говорят о том, что данные образования являются порами [26].

а)

Рис. 16. а - поверхностные образования в №аС1, б - их внутренняя структура

а)

Рис. 17. Поверхности скола (100) кристалла ОБ с «антиденд-ритами»

Рис. 18. Материал Ьіїї, дендритная кристаллизация

Средний размер пор 30-70 мкм. Наблюдается преимущественное расположение в направлении 45о к ориентации силовых линий прикладываемого электрического поля. Кроме того, обнаружена некоторая самоорганизация пор в виде сот.

Авторы [27] наблюдали в образцах ЫБ (при выдерживании их при температуре 893 К и напряжении 400 В в течение часа) образование «антидендритов» (рис. 17), что связано с локальным разогревом приповерхностных областей в ходе эксперимента и миграцией ионов под действием электрического поля вглубь образца.

Также в образцах ЫБ наблюдали рост кристаллов [28] на поверхности искусственно вводимой трещины (рис. 18), что связано с локальным разогревом приповерхностных областей в ходе эксперимента и последующей кристаллизацией при остывании образца.

Морфология и структура ионных кристаллов, легированных металлами при термоэлектрическом воздействии. Авторами [29] были проведены эксперименты по легированию ионных кристаллов при термоэлектрическом воздействии. В образцах искусственно зарождали трещину по плоскости (100), в которую вводили металлическую фольгу из алюминия или свинца толщиной ~ 20 мкм, перекрывающую ~ 20 % поверхности трещины от вершины или проволоку из золота диаметром ~ 30 мкм.

После термоэлектрической обработки в образцах ЫаС1 было обнаружено появление трещин по плоскости (010). Растрескивание кристалла происходило в области нахождения фольги. На поверхностях, образующихся при растрескивании, обнаружены множественные ступени скола (рис. 19).

Кроме того, наблюдается диффузия металла в кристалле [30] преимущественно в направлении (110) и сопровождается образованием микроскопических каналов (рис. 19 б).

Появление трещин связано с тем, что Бе и А1 имеют размеры радиусов ионов меньше, чем Ка. В результате диффузии под действием электрического поля и одновременного нагрева происходит замещение ионов Ыа, что приводит к смещению ионов С1 и как следствие возникновению растягивающих напряжений.

б)

Рис. 19. Рельеф скола поверхностей

ВЫВОДЫ

При термоэлектрическом воздействии на ЩГК на поверхностях различной кристаллографической ориентации появляются структурные изменения в виде новообразований аморфного вещества. Основной причиной аморфизации ионных кристаллов является нарушение стехиометрии, которое обусловлено ионной проводимостью кристаллов при достижении определенной температуры.

В веществе новообразований наблюдается рост кристаллов в виде игл в результате локального воздействия оптического излучения или значительно более медленный при вылеживании в темноте при комнатной температуре. Изменение освещенности новой фазы приводит к образованию кристаллов или их растворению.

При контакте разнородных кристаллов происходит образование новой желеобразной фазы в зоне контакта, что также обусловлено нарушением стехиометрии соединяемых кристаллов.

На ранних стадиях нагрева и воздействия ЭП на соединяемых поверхностях появляются локальные необратимые изменения в виде монокристаллических наростов, что объясняется диффузией материала из внутренних областей кристалла в полость трещины.

Кроме того, обнаружено появление поверхностных пор, что связано с увеличением плотности дислокаций, выходящих на поверхность в результате комплексного воздействия тепла и электричества; дендритная кристаллизация, образование «антидендритов», связанное с локальным разогревом приповерхностных областей в ходе эксперимента и миграцией ионов под действием электрического поля вглубь образца.

ЛИТЕРАТУРА

1. Кочергина Ю.А., Федоров В.А., Карыев Л.Г. Образование поверхностных малоразмерных структур в ЩГК при термоэлектрическом воздействии // Вестн. Тамб. ун-та. Сер. Естеств. и техн. науки. Тамбов, 2008. Т. 13. Вып. 1. С. 65-66.

2. Федоров В.А., Карыев Л.Г., Иванов В.П., Николюкин A.M. Поведение поверхностей сколов щелочно-галоидных кристаллов в электрическом поле при одновременном нагреве // ФТТ. 1996. № 2. С. 664-666.

3. Федоров В.А.. Карыев Л.Г., Мексичев О.А. Влияние теплоэлектрического воздействия на состояние поверхностей ЩГК // Механизмы деформации и разрушения перспективных материалов. Сб. тр. XXXV семинара «Актуальные проблемы прочности». Псков, 1999. С. 280-283.

4. Feodorov V.A., Karicv L.G., Mcksichcv O.A. Influence of heat and electrical field on condition of alkali-halidc crystal cleavage surface // Advanced material and processes. Fundamental problems of developing advanced materials and processes of XXI century: Proc. V Rus-sian-Chinese Int. Symp. Baikalsk, 1999. P. 68.

5. Федоров В.А.. Карыев Л.Г., Мексичев О.А. Аккумуляция электрического заряда у поверхности ионных кристаллов при нагреве в электрическом поле // Физика и химия обработки материалов. 2002. № 5. С. 87-89.

6. Feodorov V.A., Meksichev O.A., Kariev L.G., Sterelukhin A.A. Generation of the amorphous-crystalline phase on surface of alkali-halide crystals by thermoelectric effect // Single Crystal Growth and Heat & Mass Transfer: 5 Междунар. конф. ICSC. Obninsk, 2003. V. 2. P. 503-510.

7. Стерелюхин А.А. Структурно-фазовые превращения на поверхностях ионных кристаллов, обусловленные совместным действием электрического и нестационарного теплового полей: дис. ... канд. физ.-мат. наук / ТГУ им. Г.Р. Державина. Тамбов, 2006. 151 с.

8. Мурин А.Н., Лурье Б.Г. Диффузия меченных атомов и проводимость ионных кристаллов. Л.: Изд-во Ленинград. ун-та, 1967. 100 с.

9. Kuzmin N.N., Matuchina E.V., Makarova N.N., Polikarpov V.M., Antipov E.M. X-Ray diffusive scattering and the mesomorphic states in polymers // Macromol. Chem., Macromol. Symp. 1991. V. 44. P. 155164.

10. Мексичев О.А. Поведение поверхностей скола щелочногалоидных кристаллов при воздействии электрического поля в области пред-плавильных температур: дис. ... канд. физ.-мат. наук / ТГУ им. Г.Р. Державина. Тамбов, 2004. 143 с.

11. Victor A. Feodorov, Andrey A. Sterelyukhin Generaration of an amorphous phase on surface of LiF by thermoelectric effect and its crystallization // Proc. of SPIE. 2005. V. 5831. P. 178-180.

12. Федоров В.А., Стерелюхин А.А., Одинцова КВ. Перераспределение заряда на поверхностях ЩГК под действием нагрева и потенциала, приложенного к одной из граней // Вестн. Тамб. ун-та. Сер. Естеств. и техн. науки. Тамбов, 2005. Т. 10. Вып. 1. С. 90-91.

13. Карыев Л.Г., Мексичев О.А., Стерелюхин А.А., Федоров В.А. Влияние поверхностных токов на состояние поверхности щелочногалоидных кристаллов // Вестн. Тамб. ун-та. Сер. Естеств. и техн. науки. Тамбов, 2003. Т. 8. Вып. 1. С. 184.

14. Стехиометрия в кристаллических соединениях и ее влияние на их физические свойства. М.: Наука, 1987. 224 с.

15. Ковтуненко П.В. Физическая химия твердого тела. Кристаллы с дефектами. М.: Высш. шк., 1993. 352 с.

16. Термодинамические свойства неорганических веществ: Справочник / под ред. А.П. Зефирова. М.: Атомиздат, 1965.

17. Термические константы веществ: Справочник: в 10 вып. / под ред. В.П. Глушко. М.: Наука, 1981. Вып. 10.

18. КазрагисА.П. Исследование зависимости точек плавления галоге-нидов щелочных металлов от их состава и структуры. I. Зависимость точек плавления галогенидов щелочных металлов от атомных параметров // Журн. физ. химии. 1970. Т. 44. № 7. С. 16511656.

19. Федоров В.А., Карыев Л.Г., Иванов В.П., Шелохвостов В.П. Структура и морфология поверхностей ЩГК при воздействии электромагнитных полей // Актуальные проблемы фундаментальных наук: тр. II Междунар. науч.-техн. конф. М., 1994. Т. 3. С. 7173.

20. Федоров В.А., Карыев Л.Г., Николюкин А.М., Иванов В.П. Влияние электрического и теплового стационарного полей на поверхности несплошностей в ЩГК, подверженные локальным деформациям // Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов: тез. докл. III Междунар. конф. Воронеж, 1994. С. 20.

21. Федоров В.А., Карыев Л.Г., Иванов В.П., Николюкин А.М. Структура и морфология поверхностей скола щелочногалоидных кристаллов в электрическом поле при одновременном нагреве // Вестн. Тамб. ун-та. Сер. Естеств. и техн. науки. Тамбов, 1996. Т. 1. Вып. 1. С. 21-24.

22. Федоров В.А., Карыев Л.Г., Николюкин А.М., Иванов В.П. Поведение поверхностей скола щелочногалоидных кристаллов в электрическом поле при одновременном нагреве // ФТТ. 1996. Т. 38. № 2. С. 664-666.

23. Федоров В.А., Карыев Л.Г. Влияние исходной дислокационной структуры на зарождение трещин в кристаллах ЫБ при микроин-дентировании // Кристаллография. 1990. Т. 35. № 5. С. 1020-1022.

24. Молоцкий М.И. Рекомбинационный механизм эмиссии электронов Дерягиной-Кротовой-Карасева после скола // ДАН СССР. 1978. Т. 243. № 6. С. 1438-1441.

25. Федоров В.А., Карыев Л.Г., Мексичев О.А. Поведение поверхности скола щелочногалоидных кристаллов при нагреве в электрическом поле // Физика и химия обработки материалов. 2005. № 3. С. 77-80.

26. Кочергина Ю.А., Федоров В.А., Карыев Л.Г., Зайцев С.А. Структура и свойства ионных кристаллов, легированных под действием тепловых и электрических полей // Перспективные материалы и технологии: сб. тез. Междунар. симпозиума. Витебск, Беларусь, 25-29 мая 2009 г. Витебск, 2009. С. 135.

27. Кочергина Ю.А., Зайцев С.А. Образование поверхностных малоразмерных структур в ионных кристаллах под действием тепловых и электрических полей // Сб. материалов Всерос. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых по физике. Владивосток, 27-29 апр. 2009 г. Владивосток, 2009. С. 45-46.

28. Кочергина Ю.А., Федоров В.А., Карыев Л.Г., Зайцев С.А. Поверхностные образования в ионных кристаллах при термоэлектрическом воздействии // Сб. материалов конф. ВНКСФ-15 «Пятнадцатая Всерос. науч. конф. студентов-физиков и молодых ученых». Кемерово; Томск, 26 марта - 2 апр. 2009 г. Томск, 2009. С. 125.

29. Кочергина Ю.А., Федоров В.А., Карыев Л.Г., Зайцев С.А. Структура и свойства ионных кристаллов, легированных при термоэлектрическом воздействии // Физика прочности и пластичности материалов: сб. тез. XVII Междунар. конф. Самара, 23-25 июня 2009 г. Самара, 2009. С. 57.

30. Кочергина Ю.А., Федоров В.А., Карыев Л.Г., Зайцев С.А., Ковалева М. Г. Структура и свойства ионных кристаллов, легированных металлами под действием тепловых и электрических полей // Актуальные проблемы прочности: сб. тр. XLVIII Междунар. конф., по-свящ. памяти М.А. Криштала. Тольятти, 15-18 сент. 2009 г. Тольятти, 2009. С. 75-76.

Поступила в редакцию 11 октября 2009 г.

Kariev L.G., Kochergina Y.A., Feodorov V.A., Zhukova N.P. Structure and morphology of surfaces ionic crystals, formed at thermo-electric influence. Structurally-phase transformations on surfaces of ionic crystals (including bi-crystals) of various crystal-lographic orientations while heating in the electric field power lines of which are focused normally and in parallel surface are considered. Structures of small size formed in crystals at thermoelectric influence are investigated.

Key words: structurally-phase transformations; small-sized structures; ionic crystals; thermo-electric influence.