Зарождение микротрещин в ионных кристаллах при микроиндентировании

Для облучения монокристаллов ультрафиолетовыми лучами применялась установка, в основе которой ртутно-кварцевая лампа ПРК-2. Температура образцов во время опытов контролировалась термопарой и оставалась постоянной Т = 293 К. Длина волны ультрафиолетового излучения Я = 250-М 10 нм. Время воздействия варьировалось от 10 минут до 3 часов.

Экспериментально обнаружено, что при воздействии ультрафиолетового излучения происходят изменения дислокационной структуры кристалла. В частности, уменьшается суммарная плотность дислокаций в окрестности вершины трещины. Увеличивается длина залеченного участка и сокращается длина трещины.

Воздействие ультрафиолетового излучения относится ко второй стадии залечивания [1]. Ультрафиолетовое излучение, по-видимому, вызывает релаксацию механических напряжений и изменяет энергетическое состояние дислокаций и стопоров, что, в свою очередь,

приводит к обратимому движению дислокаций в вершине трещин и способствует частичному залечиванию несплошности.

Интенсивность релаксации напряжений и залечивания зависит от: 1) вида кристалла - наибольший эффект наблюдается в более пластичном материале ЫаС1 и 2) временной выдержки: с увеличением времени облучения увеличивается длина залеченного участка.

ЛИТЕРАТУРА

1. Федоров В.А., Плужникова Т.Н., Тмин Ю.И. Залечивание трещин, остановившихся при несимметричном сколе в щелочногалоидных кристаллах и кальците // ФТТ. 2000. Т. 42. № 4. С. 685-687.

БЛАГОДАРНОСТИ: Работа выполнена при поддержке Российского Фонда Фундаментальных Исследований (грант № 02-01-01173).

ЗАРОЖДЕНИЕ МИКРОТРЕЩИН В ИОННЫХ КРИСТАЛЛАХ ПРИ МИКРОИНДЕНТИРОВАНИИ

© А.Н. Глушков, Л.Г. Карыев, В.А. Федоров

Исследованы зависимости трещиностойкости (критического коэффициента интенсивности напряжений 1-го рода К\с) ионных кристаллов при микроинденти-ровании от ориентации индентора Виккерса относительно кристаллографических направлений и влияние на нее: дислокационной структуры зоны индентирова-ния; температуры образца. В экспериментах использовали монокристаллы ЫР, ИаС1 и КС1 с концентрацией примесей 10_5-И0-2 вес.%. Исследования проводили на твердомере ПМТ-3. Нагрузку на индентор изменяли от 0,1 до 2 Н, а температуру образца от 193 до 393 К.

Отмечено, что при ориентации диагонали отпечатка параллельной <110> происходит стабильное образование микротрещин в кристаллах Ь1Р на всем интервале нагрузок. Трещиностойкость быстро возрастает по мере разворота индентора: образование микротрещин не наблюдается при отклонении на ~12° от указанной ориентации. Именно эта ориентация индентора была использована во всех остальных опытах по определе-

нию трещиностойкости кристаллов в соответствии с целями работы. Для кристаллов с различной степенью чистоты трещиностойкость в исходных полосах скольжения по <110> в 5-^9 раз выше трещиностойкости свободных от дислокаций участков. Рост К\с от температуры объясняется тем, что в процесс пластического течения начинают включаться плоскости скольжения {100}. Это приводит к дополнительной релаксации напряжений. Для монокристаллов ЫаС1 и КС1 во всем интервале температур образование микротрещин не наблюдается на всем интервале нагрузок.

Таким образом, показано, что на значения механических характеристик поверхности ионных кристаллов, определяемых методом микроиндентирования, оказывает влияние ориентация индентора.

БЛАГОДАРНОСТИ: Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант № 02-01-01173).