Методы оценки качества залечивания микротрещин в ЩГК

МЕТОДЫ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ЗАЛЕЧИВАНИЯ МИКРОТРЕЩИН В ЩГК © Т.Н. Плужникова, A.B. Чиванов, Л.Г. Карыев

Для понимания механизмов залечивания микротрещин особый интерес представляют количественные и качественные методы тестирования области залечивания.

1. Микроиндентирование кристаллов.

Предложена методика оценки качества залечивания микротрещин, основанная на аномальном растрескивании поверхности скола монокристаллов 1лР при воздействии пирамидки Виккерса. Вблизи залеченного участка у вершин трещин асимметричного скола наносили отпечаток, диагональ которого ориентирована по <110>. Трещины от воздействия индентора проходили сквозь русло самозалечившейся трещины, не меняя траектории своего движения. При наличии свободной поверхности и отсутствии залеченного участка трещина от пирамидки Виккерса меняла свою траекторию и уходила в трещину скола, указывая тем самым на отсутствие залечивания.

2. Метод сверхскоростной фоторегистрации.

Оценены скорости распространения трещин. Установлено, что скорость движения трещины по залеченному участку (У2) меньше, чем скорость распространения трещин в кристаллах (И). Эта тенденция сохраня-

ется для кристаллов KCl, LiF и NaCl. Наблюдается упрочнение материала в области залечивания. Данный метод носит количественный характер, хотя его недостатком является полное разрушение образца.

3. Метод четырехточечного изгиба. Для кристаллов NaCl определены стартовые напряжения движения краевых дислокаций в лучах дислокационной розетки у вершины трещины. Установлено, что стартовые напряжения движения дислокаций для кристаллов с залеченной трещиной больше, чем в кристаллах, в которых отсутствует залеченный участок.

4. Исследование прочности кристаллов на разрыв. При испытании образца на разрыв силу прикладывали перпендикулярно залеченному участку плоскости трещины скола по (010). Отмечено, что разрыв происходит не по плоскостям залечивания, а по параллельным соседним плоскостям кристалла. Метод носит качественный характер. Недостатком метода является полное разрушение образца.

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

ОЦЕНКА ВЕЛИЧИНЫ УПРУГОЙ ДЕФОРМАЦИИ ПОВЕРХНОСТИ ЩГК ПРИ МИКРОИНДЕНТИРОВАНИИ © Л.Г. Карыев, А.Н. Глушков, В.А. Федоров

Деформация материала под индентором включает в себя пластическую компоненту, обусловленную необратимым нормальным и тангенциальным перемещением материала, и упругую, под которой принято считать упругое восстановление отпечатка. Последняя проявляется в отличии формы и размеров отпечатка под индентором и после его поднятия. Однако при анализе механизмов пластичности, меняющихся по мере внедрения индентора в материал, не учитывается вклад упругой деформации (упругого прогиба поверхности) в общем перемещении индентора.

В связи с изложенным, была поставлена задача: разработать метод, позволяющий фиксировать и оценивать количественно величину упругого прогиба поверхности индентируемого участка кристалла при различных нагрузках на индентор.

В опытах использовали монокристаллы 1лР (10_3 \Л. %, Са+2, М^2, Ва+2), ЫаС1 (10"2 ч- Ю'5 \^. %, Ре+2),

КС1 (10~2 -г- 10-5 %, К^+2). Размеры образцов

4x8x20 мм. Эксперименты проводили при температуре 293 К на микротвердомере ПМТ-3 со стандартным индентором. Нагрузку на индентор изменяли в пределах 0,1 < Р < 0,5 Н. Изменение рельефа поверхности кристаллов контролировали с помощью микроинтерферометра «Линника» МИИ-4.

Поставленная задача решалась путем индентирова-ния поверхности (001) кристалла в непосредственной близости от берегов искусственно введенных в кристалл трещин скола.

При этом поверхность (001) кристалла вблизи берега трещины, подвергнутая воздействию индентора, испытает упругопластический прогиб. Противоположный берег трещины не будет испытывать прогиба, в результате чего на нем останется след от ребра индентора - метка (диагональ отпечатка (і ориентирована перпендикулярно плоскости трещины).