Автор искренне благодарит своего первого научного руководителя профессора Головина Ю.И., который не только помог сделать первые самостоятельные шаги в исследовательской деятельности, но и не жалея сил и времени воспитывал в своих учениках твердые жизненные и научные убеждения, создавая в лабораториях кафедры творческую атмосферу.
Автор также благодарен соавторам Бадылевичу М.В., Баскакову A.A., Дмитриевскому A.A., Жуликову C.E., Иванову В.E., Киперману В.А., Ликсутину С.Ю., Лопатину Д.В., Осипьяну Ю.А., Шмураку С.З. и искренне благодарит Апыница В.И., Бучаченко А.Л., Берлинского В.Л., Гриднева С.А., Даринского Б.М., Закревского В.А., Квсдера В В., Сойфера Л.М., Молоцкого М.PI., Осипьяна Ю.А., Урусовскую A.A., Франкевича Е.Л., за всестороннюю поддержку, интерес к работе и плодотворные обсуждения, а также сотрудников кафедры теоретической и экспериментальной физики ТГУ Иволгина В.И., Коренкова В.В., Тюрина А.И., Шибкова A.A. за беспредельное терпение и неизменную доброжелательность.
ОГЛАВЛЕНИЕ стр.
ВВЕДЕНИЕ....................................................................8
Глава 1. ОБЗОР ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ И ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ВЛИЯНИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ПЛАСТИНІ ІОСТЬ И ДРУГИЕ ФИЗИЧЕСКИЕ
СВОЙСТВА ДИАМАПІЕТИКОВ.....................................................20
«
1.1. Феноменология магнитопластических и других эффектов влияния магнитного поля на макросвойства диамагнитных твердых тел
с ионным, смешанным, молекулярным и металлическим типами связи.............23
1.1.1. Магнитопластические эффекты в ионных кристаллах................23
1.1.2. Изменение пластичности, электрических, оптических и других свойств ковалентных полупроводниковых
кристаллов под действием магнитного поля..............................41
1.1.3. Магнитопластические эффекты и влияние магнитного поля на фотоэлектрические характеристики
твердых тел с молекулярным типом связи................................50
1.1.4. Влияние магнитного поля на пластичность металлов В отсутствие СИЛО ВОГТ) действия поля, изменения вязкости электрон ного газа, смещения доменных стенок и к других
широко известных факторов.............................................55
1.2. Влияние магнитного поля на спин-зависимые химические реакции: экспериментальные данные и их теоретическое
рассмотрение..........................................................59
1.3. Модельные представления о влиянии магнитного поля на пластичность кристаллов и имеющиеся противоречия между
теоретическими и экспериментальными результатами...........................72
«
1.4. Выводы и формулировка задач исследования..............................79
Глава 2. МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТОВ.......................................82
2.1. Анализ экспериментальных условий, позволяющих избежать артефактов при исследовании характеристик пластичности
и других макроскопических параметров в условиях действия
магнитного поля............................................................... 82
2.2. Методики измерения параметров пластичности в условиях
действия и последействия магнитного поля........................................87
2.2.1. Иследование подвижности индивидуальных дислокаций...................88
2.2.2. Измерение микротвердости кристаллов................................ 89
2.2.3. Измерение скорости макропластического течения в магнитном
поле.......................................................................91
2.2.4. In situ изучение кинетики движения заряженных краевых дислокаций в магнитном поле по создаваемому ими электрическому дипольному моменту кристалла..........................................93
2.3. Методика исследования влияния магнитного поля на спектры
люминесцекнции и фотопроводимость кристаллов....................................96
2.4. Создание экспериментальных условий для детектирования электронного парамагнитного резонанса по изменению пластичности кристаллов..................100
2.5. Экспериментальный комплекс для создания импульсных магнитных
полей с индукцией до 30 Тл и исследования их влияния на пластичность...........103
2.6. Подготовка и контроль состояния образцов перед экспериментами.............106
2.7. Выводы....................................................................108
3
Глава 3. ВЛИЯНИЕ « СЛАБОГО» КВАЗИСТАЦИОНАРНОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ПАРАМЕТРЫ ПЛАСТИЧНОСТИ
ИОННЫХ КРИСТАЛЛОВ..........................................................111
3.1. Влияние магнитного поля на параметры макропластического
♦
деформирования кристаллов в условиях активного нагружения
и ползучести................................................................112
3.2. Кинетика электрической дислокационной поляризации кристаллов
и ее изменение в магнитном поле.............................................122
3.3. Кинетические особенности движения индивидуальных
дислокаций, инициированного магнитным полем.................................129
3.4. Влияние магнитного поля на микротвердость ионных кристаллов............139
3.5. Выделение типа структурных дефектов, подверженных действию
магнитного поля.............................................................141
3.6. Влияние способа инициирования смещений дислокаций на чувствительность магнитопластического эффекта к типу и
концентрации примеси........................................................144
3.7.Вывод ы............................................................... 148
Глава 4 ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИЗМЕНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ТОЧЕЧ11ЫХ ДЕФЕКТОВ В КРИСТАЛЛАХ
ПОД ДЕЙСТВИЕМ МАГНИТНОГО ПОЛЯ...............................................150
4.1. Термодинамические принципы управления состоянием
неравновесных систем с помощью внешних воздействий..........................151
4.2. Необратимость изменений, инициируемых «слабым»
магнитным полем в подсистеме точечных дефектов..............................153
4.3. Подавление магнитопластического эффекта с помощью
высокотемпературного отжига или в процессе «старения» кристаллов.......................................................
4.4. Внешние факторы немагнитной природы, осуществляющие «накачку» точечных дефектов из равновесного
в метастабнльное магниточувствительное состояние.................
4.5. Обсуждение вариаций пластичности, вызванных магнитным полем, с учетом изменения термодинамического потенциала подсистемы структурных дефектов..................................
4.6. Влияние магнитного поля на пластичность твердых тел путем сообщения им энергии.............................................
4.7.Вывод ы......................................................
Глава 5. РАЗУПРОЧНЕНИЕ ИОННЫХ КРИСТАЛЛОВ, ИНИЦИИРОВАННОЕ СОВМЕСТНЫМ ДЕЙСТВИЕМ ПОСТОЯННОГО И МИКРОВОЛНОВОГО МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ В УСЛОВИЯХ ПАРАМАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА..............................
5.1. Спекгры парамагнитного резонанса, детектируемого по изменению пробегов индивидуальных дислокации, скорости макропластического течения и микротвердости кристаллов...........
5.2. Чувствительность спектров магнитного резонанса, детектируемых по изменению пластичности, к примесному составу, предварительной термо- и магнитной обработкам и другим факторам..................
5.3. Кинетические и термодинамические аспекты магниторезонансной пластификации кристаллов.........................................
5.4. Возможные схемы электронно-спиновых переходов, приводящих к пластификации ионных кристаллов..................................
5.5. Выводы......................................................
5
Глава 6. КИНЕТИКА И СТАДИЙНОСТЬ РЕЛАКСАЦИОННОГО ПРОЦЕССА, ИНИЦИИРУЕМОГО МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ В
ПОДСИСТЕМЕ ТОЧЕЧНЫХ ДЕФЕКТОВ ИОШ1ЫХ КРИСТАЛЛОВ............................210
6.1. Синхронное исследование вариаций микротвердости, ее чувствительности к магнитному полю и спектров фотолюминесценции
в кристаллах, подвергнутых термоообработке................................210
6.2.Разделение магнитостимулированного релаксационного процесса на стадии и исследование чувствительности их кинетики к магнитному
полю......................................................................214
6.3. Тип кинетики (порядок) внутрикристалличсских реакций,
осуществляющихся в процессе релаксации точечных дефектов..................218
6.4. Влияние внешних факторов на кинетику различных стадий релаксационного процесса, инициированного магнитным полем
в кристаллах..............................................................221
6.5.Вывод ы...............................................................230
Глава 7. ВЛИЯНИЕ СВЕТА ОПТИЧЕСКОГО ДИАПАЗОНА НА МАГНИТОПЛАСТИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ В ИОННЫХ
КРИСТАЛЛАХ................................................................232
7.1. Оптическое гашение магнитопластического эффекта и спектры поглощения света магниточувствительными точечными дефекгами, детектируемые по изменению подвижности дислокаций.........................232
7.2. Кинетика фотостимулированного преобразования
магниточувствнтельных комплексов точечных дефектов........................237
7.3. Анизотропия оптического гашения магнитопластического эффекта.........240
7.4. Влияние «старения» кристаплов на спектры поглощения
6
света точечными дефектами, детектируемые по изменению
подвижности дислокаций...................................................245
7.5. Влияние F-света на чувствительность к магнитному полю пробегов дислокаций и микротвердости в радиационно
окрашенных кристаллах....................................................247
7.6. Анализ возможных электронных переходов, инициируемых светом и приводящих к изменению чувствительности пластических свойств
кристаллов к магнитному полю.............................................253
7.7. Выводы..............................................................261
Глава 8. ВЛИЯНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА
ФОТО-ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КРИСТАЛЛОВ.............................263
8.1. Чувствительность спектров фотолюминесценции ионных и
ионно-ковалентных кристаллов к магнитному полю...........................264
8.2. Изменение интенсивности электролюминесценции, инициированное экспозицией кристаллов ZnS в магнитном поле. Взаимосвязь с
магнитопластическим эффектом.............................................270
8.3. Влияние магнитного поля на фотопроводимость фуллеритов Сбо............275
8.4.Вывод ы..............................................................287
Глава 9. АНАЛИЗ И СОПОСТАВЛЕНИЕ ВОЗМОЖНЫХ МЕХАНИЗМОВ В ЛИЯ! 1ИЯ МАГНИТНОГО I ЮЛЯ НА
ПЛАСТИЧНОСТЬ ДИАМАГНИТНЫХ КРИСТАЛЛОВ.....................................288
9.1. Возможная последовательность процессов, инициируемых «слабым» магнитным полем в подсистеме метастабильных комплексов Са и Eu в ионных кристаллах. Взаимосвязь спиновой.
7
молекулярной и химической динамики в парах структурных дефектов
со спинами.....................................................................289
9.2. Рассмотрение кинетики реконструкции метастабильных центров в ионных кристаллах в магнитном поле с точки зрения констант
скоростей реакций..............................................................305
9.3. Роль электронно-колебательных состояний в формировании чувствительности комплексов точечных дсфскгов
к магнитному полю..............................................................312
9.4. Спиновая динамика в комплексах точечных дефектов и в комплексах, образованных точечным дефекгом и дислокацией. Возможная интерпретация спекгров парамагнитного резонанса, детектируемых по изменению
пластичности ионных кристаллов...............................................318
9.5.Вывод ы....................................................................329
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.........................................................330
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.........................................!....................335
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. К настоящему времени накоплен обширный экспериментальный материал об электронных процессах при пластическом деформировании кристаллов. Получили исчерпывающее объяснение магнитопластические эффекты в диамагнитных металлах, возникающие вследствие изменения вязкости электронного газа в магнитном поле (МГ1) при низких температурах. Детально исследована магнитопластичность ферромагнетиков. Достигнуто понимание природы фотопластических эффектов в ряде диэлектрических и полупроводниковых материалов. Исследование упомянутых явлений привело к осознанию того, что чисто механистические модели, часто применяемые для описания пластической деформации на мезоскопическом уровне рассмотрения или учитывающие только атомарную динамику, не позволяют добиться адекватной физической интерпретации целого ряда явлений. В результате появились новые физические представления об электронноядерных свойствах структурных дефектов и их роли в формировании пластичности металлических и полупроводниковых кристаллов.
Неожиданным и на первый взгляд парадоксальным развитием этого направления исследований стало обнаружение ряда магнитопластических эффектов (МПЭ) в ионных кристаллах, а также эффектов влияния МП на электрические и оптические свойства ковалентных кристаллов. Подавляющее большинство сообщений об этих эффектах, не поддающихся объяснению на мезоскопическом и атомарном уровнях рассмотрения, были поначалу восприняты скептически, однако постепенно они нашли многообразные и независимые подтверждения, что потребовало их детального исследования.
Поскольку в широкозонных кристаллах, в отличие от металлов, практически отсутствуют электроны проводимости и магнитная упорядоченность, одним из основных препятствий при попытке интерпретации МПЭ в них является нехватка однозначной
9
информации об объектах, на которые действует МП. В принципе, такими объектами,
обладающими магнитным моментом и потому чувствительным к МП, могли бы быть
атомные ядра или электроны, локализованные на структурных дефектах (примесных и
♦
радиационных точечных дефектах, в ядрах дислокаций и т.д.). Однако, энергия, передаваемая в МП с Во ~ 1 Тл спиновому моменту ядра составляет ц,£»Во1 ~ КГ6 эВ, а спиновому моменту электрона - ииВ0 я ~ 10*4 эВ (ц - магнетон Бора, g - ^-фактор» электрона, - «§-фактор» ядра, р„ - ядерный магнетон, I и б - спины ядра и электрона, соответственно). Последнее значение на два порядка величины меньше средней энергии термических флуктуаций ~ кТ при комнатной температуре Т, при которой, например, был обнаружен МПЭ в ионных кристаллах, и на три-четыре порядка величины меньше, чем типичная высота потенциальных барьеров (-0.1-1эВ), образованных точечными препятствиями, которые преодолевают дислокации при движении. В этих условиях равновесная термодинамика предсказывает, что возможные относительные изменения макросвойств кристаллов не могуг превышать - ^БВо /2кТ - 10', в то время как в экспериментах наблюдается изменение пробегов дислокаций, электропроводности, спеетров поглощения инфракрасною света и других свойств на десятки и даже сотни процентов. Преодоление этих термодинамических противоречий могло бы способствовать объяснению целого ряда магнитных эффектов, проявляющихся в изменении электрических, оптических и других свойств кристаллов с различным типом межатомной связи.
Одна из гипотетических возможностей интерпретации МПЭ в ионных кристаллах
была предложена независимо проф. Альшицем В.И. и проф. Молоцким М.И.. Она
♦
заключается в рассмотрении влияния МП на спиновые состояния короткожнвущих пар дефектов, образованных дислокацией и парамагнитным точечным дефектов в объеме кристалла. Несколько десятилетий назад подобный подход позволил непротиворечиво объяснить эффекты спмн-зависимой рекомбинации носителей заряда в Б1 и ве и влияние
МП на протекание ряда химических реакций в диамагнитных жидкостях и твердых телах. Дальнейшее развитие этого подхода и перенос в другие области естествознания привели к пересмотру роли не только спиновых, но и других квантовых процессов в формировании макросвойств материалов при высоких температурах. Таким образом, выявление роли квантовых процессов в высокотемпературной магнитопластичности соответствует современным тенденциям развития физики.
Однако, отсутствие в физике пластичности представлений о влиянии внутрикристаллических реакций на пластичность, экспериментальных данных о спиновых степенях свободы большинства структурных дефектов, их взаимосвязи с атомарным движением при пластическом течении, детальной микроскопической информации о процессах закрепления и отрыва дислокации от стопора, невозможность регистрации быстропротекающих нескореллированных во времени спин-зависимых процессов в структурных дефектах стандартными методами не позволяют не только прямо применить теорию спин-зависимых реакций, разработанную в химической физике, для объяснения МПЭ, но и заставляют сначала обеспечить экспериментазьные подтверждения правомерности применения «спинового» подхода в физике пластичности магнитонеупорядоченных твердых тел.
Актуальность работы следует также из того, что внуфенние электромагнитные поля являются основой для формирования межатомных связей и макросвойств материалов, в том числе пластических свойств. Поэтому одним из аспектов, делающих привлекательным исследование МПЭ, являегся сопоставимость внешних МП, обычно используемых в экспериментах, с внутренними МП, создаваемыми магнитными ядрами, колебательным движением заряженных ионов и т.д. в окрестности связей между дислокациями и стопорами В свете этого факта исследование пластичности кристаллов в условиях действия конгролируемых электромагнитных полей позволяет понять физические особенности эволюции структурных дефектов и в отсутствие внешних
полей. Внутренние электромагнитные поля характеризуются широким диапазоном
изменения их характеристик, в то время как имеющаяся в настоящее время информация
о МПЭ относится к сравнительно узким диапазонам изменения параметров МП:
амплитуды (~ 10"2-1 Тл), частоты (~10'3-103 Гц), т.д. Необходимость иметь
разностороннюю информацию о МПЭ требует получения дополнительного
экспериментального материала и систематизации имеющегося - с позиций сравнения
параметров МП с соответствующими характерными параметрами
внутрикристаллических процессов. Например, значительный интерес представляет
исследование пластичности в условиях действия СВЧ магнитных полей, когда частота
«
внешнею воздействия сопоставима с частотой электронных и атомарных процессов, определяющих пластические свойства. Определенный интерес представляет также попытка исследования МПЭ в «сильных» МП (с В ~ 30 Тл) и его совмещение с другими, исследованными ранее эффектами влияния внешних воздействий на пластичность (например, электро- и фотопластическим эффектами).
Таким образом актуальность работы определяется:
- фундаментальным характером информации, которая может быть получена при исследовании эволюции дефектов и пластичности реальных магнитонеупорядоченных кристаллов в MIT, в частности, возможным установлением роли обменных и магнитных взаимодействий между дефектами в кристаллах в формировании их пластических свойств;
- возможностью обобщения основных закономерностей МПЭ для объяснения влияния МП на различные макросвойства материалов при их разной зонной структуре;
- перспективами разработки принципиально новых подходов и средств обработки материалов, а также новых технологий контроля и управления физико-химическими свойствами конструкционных материалов точной механики и электронно-оптической техники с помощью внешних МП;
С учетом вышеизложенного были сформулированы следующие цели работы:
- выявление закономерностей влияния МП на пластическое течение широкого спектра диамагнитных материалов с различным типом химической связи (ионным, ковалентным, молекулярным, смешанным) и объектов, подверженных действию МП в кристаллах;
- устранение противоречий, возникающих при использовании равновесной термодинамики для объяснения природы МПЭ в диамагнитных диэлектриках;
- установление последовательности элементарных событий, инициируемых МП в ионных кристаллах со степенью детализации, допускающей построение физических моделей МПЭ на электронно-спиновом уровне рассмотрения;
- анализ адекватных микромеханизмов МПЭ и выявление возможности их обобщения на материалы с различным типом межатомной связи;
В рамках сформулированных общих целей решались следующие конкретные задачи:
- выявление объектов в ионных кристаллах, на которые действует «слабое» МП, стимулируя изменение пластических свойств, и измерение их магнитного момента с целью адекватного выбора иерархического уровня рассмотрения МПЭ. В частности, создание экспериментальных условий для проверки гипотезы об электронно-спиновой природе МПЭ в ионных кристаллах;
- решение вопроса о природе источников энергии, сообщаемой структурным дефектам в процессе их преобразования в МП, путем установления степени обратимости изменений, инициируемых полем в кристаллах;
- установление стадийности процессов, инициируемых МП в ионных кристаллах при их пластическом деформировании, выделение отдельных стадий, анализ кинетики и энергий активации каждой из них;
- исследование МПЭ в условиях действия различных внешних факторов влияния на пластичность немагнитной природы: электрического поля, рентгеновского облучения, света оптического диапазона, термической и механической обработки и др. В частности, выявление факторов, приводящих к усилению и ослаблению МПЭ;
- систематизация и расширение диапазонов, в которых изменяются параметры МП (амплитуда, длительность, частота и т.д.), используемого при исследовании МПЭ;
- исследование пластичности ионно-ковалентных, молекулярных кристаллов и аморфных полимеров в условиях действия МП. Сопоставление с данными, полученными для ионных кристаллов, и анализ возможностей обобщения закономерностей МПЭ на широкий круг материалов с различным типом межатомной связи;
- поиск новых магниточувсгвигельных макросвойств кристаллов, которые характеризовались бы более непосредственной связью с электронным состоянием дефектов, чем пластичность. Анализ взаимосвязи между чувствительностью к МП электронно-оптических свойств (фотопроводимости, фото- и электролюминесценции) и пластичностью кристаллов;
- построение, анализ и сопоставление возможных механизмов влияния МП на пластичность в ионных кристаллах и попытка обобщения развитых моделей на магнитопластические, магнитооптические и магнитоэлектрические эффекты в материалах с различными типами межатомных связей.
Научная новизна результатов заключается в следующем:
- прямыми измерениями установлено, что магнитные моменты объектов, подверженных действию МП в ионных крисгаллах, равны магнетону Бора (или близки к нему). Это однозначно свидетельствует о спиновой природе МПЭ и необходимости учета мультиплетности пар дефектов в формировании пластических свойств кристаллов. Показано, что такие пары могут быть образованы: 1) точечным дефектом и дислокацией, 2) несколькими точечными дефектами примесного происхождения (например, в ЫаС!
эти пары содержат ионы основной примеси Са или Ей, специально введенной в кристалл).
- сняты термодинамические противоречия, возникавшие ранее при попытке интерпретации МПЭ. Выявлена необходимость анализа МПЭ в рамках неравновесной термодинамики на всех масштабных уровнях: мезоскопическом, атомарном и электронно-спиновом. Это позволило развить непротиворечивые представления о возможности влияния энергетически «слабого» МП на эволюцию структурных дефектов, роль которого, сводится к инициированию их релаксации из метастабильных состояний;
- обнаружены эффекты селективною влияния постоянного (Во = 0 - 0.8 Тл) и микроволнового (у=9.5 ГТц, В1 - 1 -100 мкТл) магнитных полей на ряд пластических характеристик ионных кристаллов (подвижность индивидуальных краевых дислокаций, коэффициент упрочнения на стадии легкого скольжения и микротвердость) в условиях ЭПР в электронной подсистеме структурных дефектов.
- разработан новый принцип резонансного, частотно настроенного химического приема микроволн по изменению пластичности кристаллов. Предложенные методы детектирования ЭПР в структурных дефектах пригодны в условиях их низкой концентрации, недостаточной для регистрации резонанса по поглощению элекгромагнитной волны;
- получена уникальная информация о короткоживущих спиновых состояниях структурных дефектов и их роли в формировании пластичности ионных кристаллов, в частности, найдены времена жизни пар носителей спинов (1-10 не), последовательность и длительность отдельных стадий релаксационного процесса, вызываемого МП в подсистеме структурных дефектов ионных кристаллов;
- установлены необходимые условия влияния МП на пластичность через спиновые состояния дефектов, такие как: 1) наличие исходной спиновой поляризации в парах дефектов-носителей спина, 2) выполнение неравенства тб-т < *сх <1«!» связывающего
времена жизни пары тех, время спин-решеточной релаксации тге| и время интеркомбинационного перехода Тб-т под дейстием МД 3) наличие нескольких альтернативных исходов в эволюции неравновесных дефектов.
- выделен вклад обменных сил в формирование пластичности диамагнитных кристаллов, сравнимый по величине с традиционно учитываемыми упругим и электростатическим взаимодействием структурных дефектов. Этим доказана принципиальная возможность применения квантово-механического подхода к описанию локальных химических реакций между парамагнитными структурными дефектами, ответственными за формирование пластических свойств кристаллов и их чувствительности к МП;
- обнаружены возможности управления МПЭ с помощью контролируемых немагнитных факторов: света оптического диапазона, электростатического поля, термообработки. Установлены условия и режимы воздействия внешними факторами, приводящие как к усилению, так и к полному подавлению МПЭ в ионных кристаллах. Это позволяет получить информацию не только о магнитных, но и об оптических и электрических свойствах исследуемых магниточувствительных дефектов: зарядовом состоянии, положении в зонной схеме кристалла и др.;
- обнаружены новые физические эффекты влияния постоянного и импульсного квазистационарного МП на пластичность ионных, ионно-ковапентных и молекулярных кристаллов, а также на фото- и электролюминесценцию ионно-ковалентных кристаллов и фотопроводимость фуллсритов Сбо- Это позволяет распространить основные закономерности МПЭ и на другие эффекты влияния МП на макросвойства материалов, значительно отличающихся от ионных кристаллов.
На защиту выносятся следующие основные результаты:
16
1. Обнаруженные эффекты и закономерности влияния постоянного и импульсного квазистационарного МП на пластичность широкозонных кристаллов с ионным, ионно-ковалентным, молекулярным типами межатомной связи.
2. Результаты исследования обнаруженной многостадийности процессов, вызываемых МП в комплексах точечных дефектов, а также установление кинетики и активационных параметров отдельных стадий.
3. Полученные данные о короткоживущих магниточувствительных состояниях дефектов: времени жизни, исходной мул ьти плотности, взаимном расположении спиновых подуровней.
4. Обнаружение нового физического явления разупрочнения кристаллов в условиях парамагнитного резонанса в скрещенных постоянном и микроволновом МП и новый метод детектирования парамагнитного резонанса в короткоживущих структурных дефектах по изменению пластичности кристаллов.
5. Обнаруженные возможности сенсибилизации точечных дефектов к МП с помощью электрического поля, механической активации, света оптического диапазона и термообработки.
6. Необходимость исходной неравновесности на спиновом, атомарном и мезоскопическом масштабных уровнях для проявления МПЭ в «слабых» МП.
7. Обнаруженная возможность селективного управления магниточувствительными точечными дефектами с помощью света оптического диапазона, а также полученные оптические спектры фото-магнито-пластического эффекта и результаты их анализа.
Научная и практическая ценность результатов работы
Научная ценность полученных результатов заключается в обнаружении ряда новых физических эффектов влияния МП на пластичность кристаллов, в выделении спин-зависимых стадий пластическое течения, а также в расширении имеющихся и формировании новых физических представлений о:
роли квантовых процессов в формировании высокотемпературных свойств материалов, в частности, роли спиновых переходов в структурных дефектах в формировании пластичности и ряда других физико-химических свойств ионных кристаллов;
природе взаимодействий между структурными дефектами, формирующими пластические свойства диамагнитных кристаллов, в частности, о необходимости рассмотрения обменного взаимодействия наряду с традионно учитываемым упругим и электростатическим;
- термодинамических аспектах эволюции неравновесных состояний дефектной подсистемы кристаллов в условиях действия внешних факторов (таких как постоянное МП), характеризующихся малой (по сравнению с тепловой) энергией, передаваемой дефектам;
Полученные результаты способствуют развитию единого подхода к исследованию нового класса магнитных явлений в диамагнитных твердых телах, специфика которого заключается в аномально сильном изменении физико-химических свойств материалов под действием МП, легко достижимых в лабораторных и заводских условиях.
Практическая ценность обусловлена разработкой нового высокочувствительного
метода детектирования спектров электронного парамагнитного резонанса в структурных
«
дефектах по изменению пластичности материалов, применимого в условиях, не допускающих использования традиционной ЭПР-техники: при низких концентрациях парамагнитных центров или их нескореллированном во времени хаотичном появлении в образце (например, в процессе пластического деформирования).
Кроме того, полученные результаты позволяют предсказывать поведение электронно-оптической техники и люминофоров на основе кристаллофосфоров А|В\п| и АцВ\ч в условиях действия слабых, флуктуирующих геофизических и индустриальных МП. Такие условия возникают при длительных астрофизических наблюдениях, при
18
исследовании свойств плазмы в реакторах, в зоне электролитической и плазменной обработки материалов, при ядерных взрывах и т.п. Полученные результаты могут стать физической основой для разработки новых технологий нетермического управления релаксационными процессами и стабилизации метастабильных структур. В частности, подбор параметров магнитных полей под условия парамагнитного резонанса в определенном типе дефектов позволит селективно управлять релаксацией именно этих дефектов, оставляя нетронутыми остальные, которые были бы неизбежно модифицированы в случае использования неселективных методов инициирования релаксации (например, отжига).
Апробация работы. Полученные результаты были представлены на: Международных конференциях «Релаксационные явления в твердых телах» (Воронеж, 1993, 1995, 1999); MRS 1994-Spring Meeting (San-Francisco,'USA 1994); International symposium EURODIUM - 94, (Lyon, France 1994); IV Международной конференции «Прочность и пластичность материалов в условиях внешних энергетических воздействий» (Новокузнецк 1995); Международном научном семинаре "Механохимия и механическая активация". (Санкт-Петербург 1995); Международной конференции «Микромеханизмы пластичности, разрушения и сопутствующих явлений» (Тамбов
1996); IV Международной конференции «Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов» (Воронеж 1996); V-th and VI-th International Symposiums «Magnetic Field and Spin Efîects in Chemistry and Related Phenomena» (Israël 1997, Svvitzerland 1999); IX Международной конференции «Взаимодействие дефектов и неупругие явления в твердых телах» (Тула 1997); Четвертом Китайско-Российском симпозиуме. (Китай. Пингу 1997); European Research Conférence on «Plasticity of Matherials» (Granada, Spain 1998); Международной конференции по росту и физике кристаллов, посвященной памяти М.П.Шаскольской (Москва 1998); Международной конференции по коллоидной химии и физико-химической механике, посвященной столетию со дня рождения П.А.Ребиндера (Москва 1998); 1П Международном семинаре «Актуальные проблемы прочности» (Тамбов 1998); Третьем (зимнем) заседании
19
Московского Семинара «Физика Деформации и Разрушения Твердых Тел» (Москва
1998); X и XI Петербургских чтениях по проблемам прочности (Санкт-Петербург 1999, 2000); IX Межнациональном совещании «Радиационная физика твердого тела», (Севастополь 1999); E-MRS 1999 and 2000 spring meeting (Strasbourg, France 1999, 2000); Международной конференции «Актуальные проблемы прочности и пластичности» (Ульяновск 1999), XXXV семинаре «Актуальные проблемы прочности» (Псков 1999); Международной конференции по физике прочности и пластичности (Новокузнецк,
1999); Крымском международном семинаре «Космическая Экология и Ноосфера» (Симферополь 1999), семинарах в ИФТТ РАН, ИК РАН, ИХФ РАН.
Работа поддержана Российским Фондом Фундаментальных Исследований (проекты № 97-02-16074 и № 00-02-16094), Государственным Комитетом по высшему образованию (проект JSe 95-0-7.1-58), Российским фондом «Интеграция», федеральной программой «Университеты России - фундаментальные исследования» (проект № 381), Российской научно-технической программой «Фуллерены и атомные кластеры» (проект N20008), а также Программой поддержки молодых ученых (Указ Президиума РАН N 66,
1997).
Публикации. По материалам исследования опубликована 91 работа, список которых приведен в конце диссертации. Личный вклад соискателя во всех работах, выполненных в соавторстве, состоит в постановке части задач исследования, формулировке и создании необходимых экспериментальных ситуаций, получении экспериментальных данных, написании статей, творческом участии в анализе полученных результатов, их обобщении и формулировке выводов.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из 9 глав, содержит 371 страниц машинописного текста, в том числе оглавление и список литературы из 387 наименований, 100 рисунков и 3 таблицы.
Глава 1. ОБЗОР ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ И ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ВЛИЯНИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ПЛАСТИЧНОСТЬ И ДРУГИЕ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИАМАГПЕТИКОВ
Обзор посвящен анализу влияния слабого магнитного поля (МП) на электронную и атомную структуру дефектов в магнитонеупорядоченных твердых телах и связанные с ними структурно-чувствительные макросвойства. Под слабым здесь понимается поле с индукцией В, ДЛЯ которого выполняется соотношение АІІм » ё Б Цв В« кТ, где и.м-магнитная энергия парамагнитной частицы, & - сс фактор спектроскопического расщепления, б ~ 1 - спин, Цв - магнетон Бора, кТ - тепловая энергия. Для термоактивируемых процессов, которые, как правило, играют определяющую роль в физике пластичности и прочности, это автоматически влечет за собой выполнение еще
более сильного неравенства Іім « Ьт^, где - активационная энергия і-го процесса. Для
температуры Т * 300 К, при которой выполнено большинство экспериментов в обсуждаемой нами области, это означает, что все реально достижимые в лабораторных условиях МП с В ~ 10 Тл являются слабыми, те., на первый взгляд, не способными существенно повлиять на макроскопические свойства кристаллов.
Не подозревая этого, действием слабых магнитных полей на свойства различных объектов интересовались уже тысячи лет назад. С тех пор в этой области проделано гигантское количество работ, посвященных, главным образом, биомагнетизму и медицинским аспектам проблемы. Многие из них были выполнены непрофессионально с точки зрения норм науки, а зачастую имели откровенно спекулятивный, шарлатанский характер. Этим биомагнетизм очень скомпрометировал себя в глазах физиков. Постепенно скептическое отношение к возможной существенной роли слабого МП в формировании макросвойств магннтонеупорядоченных веществ распространилось и на другие области исследований, вызвав серию «разгромных» статей со стороны ортодоксально настроенных исследователей [1,2]. Механизмы действия МП на живые организмы и биосистемы остаются до сих пор плохо понятными, хотя сам факт такого дейст вия (но крайней мере,
21
на физиологическом уровне) установлен достаточно надежно разнообразными современными методами [3-10]. В некоторых случаях, получена детальная информация о природе влияния МП на биосистемы, предложены и надежно идентифицированы механизмы действия поля [11,12], подтвержденные несколькими независимыми группами исследователей [13,14].
Вообще говоря, малость магнитной энергии не запрещает слабому полю инициировать в термодинамически неравновесной системе большие макроскопические эффекты. Около 30 лет тому назад химики стали интенсивно и систематически исследовать магниточувствительные (по выходу продукта и* кинетике) химические и фотохимические реакции в органических веществах с участием свободных радикалов. Усилиями нескольких групп были развиты непротиворечивые представления о природе такого влияния слабого МП в рамках теории спин-зависимых радикальных реакций, разработанной и подтвержденной экспериментально, коллективами Бучаченко А.Л., Вгок1е1шг8Г В., Пауа51и Н., Каргет !<., Молина Ю.Н., Ск^егИоОГ Л.Ь., Сагдеева К.М., Салихова Р.З., Соколика И.А., Тшго М., Тарасова В.Н., Франкевича Е.Л. др. С помощью полученных ими результатов, обобщенных в [15-22], удалось не только объяснить известные магнитохимические явления и снять кажущееся противоречие между обычными представлениями о возможной роли МП в поведении слабомагнитных веществ и большими наблюдаемыми эффектами, но и предсказать новые явления - химическую поляризацию ядер и радиоизлучение при химических реакциях [24], влияние изотопического состава реагентов на их химические свойства [25] и др., впоследствии обнаруженные и исследованные экспериментально [23-25].
В кристаллических структурах также выявлено множество явлений влияния слабого МП на самые разные физические процессы. По конечному результату действия МП или методу, которым они были обнаружены и исследованы, их можно объединить в несколько групп:
а) изменение в постоянном МП интенсивности флуоресценции [26-30], величины фототока [31-35] итемновой проводимости [36];
б) влияние МП на кинетику и выход химических реакций [37-40];
22
в) долговременные изменения параметра решетки и микротопологии поверхности под действием МП [41-43];
г) влияние МП на рост и растворение кристаллов [44-46];
д) изменение структуры [47-48], степени агрегации точечных дефектов [49], электрических [50-55] и механических свойств в неметаллических кристаллах, в частности, изменение прочности [56, 57] и магнитопластические эффекты (МПЭ) [58-82].
Заметим, что извесгныс экспериментальные и теоретические работы по влиянию магнитного поля В £ 1 Тл на макропластическое течение очень чистых диамагнитных металлов при гелиевых температурах [83-88] и ферромагнетиков при комнатных - [89, 90] - не имеют прямого отношения к обсуждаемой проблеме, т.к. МП в них не удовлетворяет упомянутому условию ‘'малости" и существенно меняет энергетический спектр электронов в металле.
Так как несколько групп явлений, перечисленных в пунктах а) и б), получили объяснение на спиновом уровне рассмотрения, в последние годы появилась гипотеза о возможности описания пластичности и ее чувствительности к МП с помощью представлений о спин-зависимых химических реакциях между структурными дефектами [59, 91]. Однако до настоящего времени не только не имеется ее прямых доказательств, но и сколь-нибудь систематических экспериментальных исследований выполнимости условий, необходимых для реализации таких реакций и их магниточувствительности в кристаллах.
В силу перечисленных причин в обзоре систематизированы и проанализированы данные о: 1) надежности обнаружения МПЭ и других эффектов влияния МП на макросвойства неметаллических диамагнетиков, 2) схожестй МПЭ с радикальными химическими реакциями по внешним признакам, 3) возможности объяснения МПЭ на спиновом уровне и необходимых условиях, которые должны для этого выполняться в кристаллах, 4) о противоречиях в имеющихся теориях МПЭ и необходимых экспериментальных данных, необходимых для их устранения, 5) возможных применениях результатов исследований МПЭ.
23
1.1. Феноменология магнитопластических и других эффектов влияния магнитного ноля па макросвойства диамагнитных твердых тел с ионным, смешанным, молекулярным и металлическим типами связи
1.1.1. Магнитопластические эффекты в ионных кристаллах
Первое надежное и осознанное наблюдение чувствительности пластических свойств ионных кристаллов к МП с В<1Тл было осуществлено в ИК РАН в 1985 г. [58]. Эффект заключался в смещении свежевведенных краевых дислокаций в кристаллах ИаС1, помещенных в постоянный магнит или электромагнит в отсутствие механической нагрузки. Измеряемые в этих опытах средние пробеги дислокаций Ь достигали 100-200 мкм и были значительно выше пробегов дислокаций в отсутствие поля Ьо, обусловленных релаксацией дислокационной структуры вследствие вытравливания приповерхностных стопоров. Отмстим, что и до этой работы сообщалось об изменении пробегов дислокаций [60] и микротвердости [61] ионных кристаллов в импульсном МП, однако считалось, что эффекты заключаются в действии вихревого электрического поля на заряженные краевые дислокации. Кроме того, в [58] и серии последующих работ этого же коллектива авторов, в отличие от многих предыдущих исследований, был впервые осуществлен тщательный контроль всех факторов, способных привести к ошибке: изменений температуры образца, нестаци он арности и неоднородности МП, и др.
Дальнейшие исследования МПЭ, обнаруженного в [58], показали, что ни сила Лоренца, действующая на заряженные движущиеся дислокации, ни магнитострикцнонные силы, ни силы со стороны вихревого электрического поля не могут вызвать смещение дислокаций, поскольку их величина при В ~ 1Тл на 5-7 порядков величины меньше, чем сила, необходимая для открепления дислокаций от стопоров. ‘Отстутствие сколь-нибудь существенных внешних сил, действующих на дислокации, заставило авторов [59] склониться к точке зрения, согласно которой причиной движения дислокаций следует
24
считать действие внутренних механических напряжений, всегда имеющихся в кристаллах, а роль МП сводится к ослаблению взаимодействия дислокаций с препятствиями.
Полученные результаты, значительно пошатнули уверенность в традиционном подходе к описанию пластичности, который в лучшем случае был основан на рассмотрении упругого и электростатического взаимодействия ионов, характеризующихся скомпенсированным магнитным моментом. В этом приближении МП действительно не на что действовать и нечего изменять в кристалле. Поэтому вскоре после обнаружения МПЭ стало ясно, что модель немагнитных «атомов-шаров», пригодна лишь для описания магнитных свойств идеальной кристаллической решетки ионных кристаллов, а некомпенсированный магнитный момент может быть сосредоточен в окрестности структурных дефектов, где межатомные расстояния сильно искажены.
Для установления природы МПЭ необходимо понимать, на каких именно дефектах локализован некомпенсированный магнитный момент. Авторы [59,91] предложили считать, что МП влияет на процесс взаимодействия дислокации О с парамагнитным точечным дефектом Р в момент установления или разрыва ковалентной связи между ними путем изменения мультиплетности короткоживущих состояний этой связи. По мнению авторов [59, 91] переход пар из синглетного в триплетное состояние под действием МП приводит к смене «связывающего» поведения пар на «антисвязывающес», уменьшая этим вероятность закрепления дислокации на стопоре.
Необходимо отметить, что гипотезы об участии спиновых состояний в формировании пластичности ионных кристаллов высказывались и ранее. В [92] при температуре жидкого Не было обнаружено влияние постоянного МП с индукцией до 3 Тл на пластичность радиационно-окрашенных ионных кристаллов в режиме их макродеформации и одновременною облучения Р-светом. Практически, было обнаружено влияние МП на фотопластический эффект. Авторы [92] интерпретировали полученный результат на основе представлений о магнитной поляризации в МП спинов электронов,
25
которыми обмениваются точечные дефекты (Р и Б’ центрТы) в процессе движения дислокаций. Изменение триплетных состояний пар дефектов на синглстные приводило к уменьшению скорости превращения Р —» ¥*. Поскольку И и Е’ центры являются стопорами разной мощности для движения дислокаций, изменение скорости переходов в МП объясняло изменение пластических свойств кристаллов.
Результаты работы [92] приводят к нескольким специфическим выводам:
1) В отличие от вышеупомянутых работ [58-82], в работе Коровкина с соавторами было прямо показано, что природа влияния МП связана если и не с изменением спинового состояния, то с изменением протекания электронных процессов в подсистеме дефектов наверняка.
2) МП способно влиять не только на процессы в парах О...Р, но и на реакции между точечными дефектами (с участием и без участия дислокаций). Изменение кинетики реакций в подсистеме точечных дефектов под действием МП способно привести к изменению подвижности дислокаций
Последний вывод свидетельствует о том, что в независимости от природы действия МП, необходимо обсуждать и другие объекты и процессы в кристаллах, которые будучи подвержены влиянию МП. могут влиять на пластические свойства кристаллов и их чувствительность к МП (рис. 1.1). К таким процессам, на наш взгляд, относятся: 1) реакции Б + Р —» М1 между центрами, локализованными в ядре дислокации И и центрами, представляющими собой точечные дефекты в объеме кристалла Р, 2) реакции Р + Р —» М2 внутри одного комплексного точечного дефекта, состоящего из нескольких элементарных (например, в комплексах примесно-вакансионных диполей, выделениях второй фазы и др.), 3) реакции 01 + 02-» Мз между парамагнитными центрами, локализованными в ядре дислокации, 4) реакции О + О -» М4 в парах, образованных двумя дислокациями, 5) реакции Р1 + Р2 —» М| между различными точечными дефектами при их сближении или дистанционные реакции, сопровождающиеся туннелированием электронов, 6), 7) реакции
26
П + Р —> Мб и П + Г) -» М7 между поверхностными состояниями (поверхность также представляет собой дефект) и структурными дефектами в объеме кристалла (рис. 1.1).
Этот список может быть сильно увеличен, если учесть существование двух типов дислокаций (винтовых и краевых), возможность реакций, в которые вступают не два, а три и более дефектов, многообразие типов точечных дефектов и их промежуточных состояний, способных возникать при каждой из перечисленных реакций. Таким образом, в проверке нуждается не только роль пар Э...Р, но и сама идея описания МПЭ с помощью теории спин-зависимых реакций между структурными дефектами, которая в случае ее верификации, в принципе, можег быть применена к каждому из перечисленных выше процессов.
Другая проблема, которая не была решена до начала настоящих исследований, заключается в том, чтобы исследовать МПЭ в широком диапазоне относительных деформаций е, т.е. при разных условиях движения, размножения и торможения дислокаций. За исключением работ [56, 57], в которых было обнаружено влияние МП на трещино-образование и генерируемые им импульсы акустической эмиссии в ионных кристаллах, все экспериментальные данные были получены методом двойного химического травления, с помощью которого исследовали подвижность индивидуальных дислокаций при их средней плотности в кристалле на уровне ~10 см" . Этот режим соответствует деформациям е < 10* . В принципе влияние МП на микропластичность и через нее на упругие модули даже при таких малых деформациях представляет самостоятельный интерес, поскольку показания многих измерительных прецезионных устройств точной механики зависят от размеров и механических свойств конструктивных элементов (гравитационных антенн, маятников, креплений астрофизического оборудования и др.). Вследствие действия внешних и внутренних напряжений в них под действием МП возможна микропластическая деформация, изменение периода колебаний, скорости звука и т.д.
27
1) Р + В — м, 5) Р1+Р2 - М5
2) Р + Р — м2 6) П + Р - м,
3) ».+ п2 - м, 7) П + Б - м7
4) Б+В — м<
Рис. 1.1. Схематическое изображение возможных химических реакций между структурными дефектами, влияющими на пластичность кристаллов. (Р -точечные дефекты, Э - дислокации, П - поверхностные состояния, М - кваз и молекулы, образованные парой дефектов).
Влияние слабых МП (например, геофизических) на работу этих устройств способно привести к артефактам при использовании такого оборудования и отсутствии контроля за вариациями механических свойств их элементов (некоторые из ошибок, для которых возможно подобное объяснение, описаны в [93]).
Лишь сравнительно недавно появились работы, в которых детально исследуется
О
влияние МП на макропластичсское течение ионных кристаллов при е ~ 10* - 10* [62, 63] и внутреннее трение [64-67] при е ~ 10*6 -10°. Приведем наиболее важные результаты, полученные в этих работах. В [63] было подробно исследовано влияние МП на предел текучести оу и коэффициент деформационного упрочнения кристаллов G = (do/de) на разных стадиях деформирования в «жесткой» испытательной машине. Установлено, что в МП с В = 0.48 Тл предел текучести отожженных образцов снижается в три раза, а в неотожженных - на 20-25% при средней скорости деформирования de/dt = 5 104 с*1. Обнаружен также пороговый характер зависимости разупрочнения кристаллов (изменения ау) [63] и пробегов дислокаций в ненагруженных кристаллах L [68] от индукции МП(рис. 1.2). Авторы [63] связывают наличие порога с тем, что при достаточно высоком МП скорость интеркомбинационных переходов в парах D...P становится выше скорости рекомбинации этих пар в отсутствие МП. Поэтому роль этих переходов становится существенной для процессов открепления дислокаций, зависящих, как будет показано далее, от полного спина пары D...P. По мнению авторов [63], наличие порога можно объяснить конкуренцией процессов открепления дислокаций от стопоров по двум каналам - «спин-зависимому» и обычному термоактивационному, связанному с преодолением дислокацией упругого потенциала точечных дефектов.
Такая точка зрения, противоречит, на наш взгляд, результатам исследований подвижности индивидуальных дислокаций [59], выполненных теми же авторами. В [59] установлено, что в широком диапазоне температур, открепление дислокаций от стопоров в МП атермично при Т= 4.2-77К. При изменении температуры от 77К до ЗООК магнитостимулированные пробеги дислокаций увеличиваются лишь на 20%. Это означает, что: 1) степень очищенности используемых образцов от посторонних (немагниточувствительных примесей) очень высока, 2) все отрывы дислокаций происходят только от магниточувствительных стопоров, 3) роль упругого потенциала
29
«
последних пренебрежимо мала по сравнению со вкладом обменного взаимодействия. Возможно, именно макропластическое деформирование, в процессе которого увеличивается роль немагниточувствительных стопоров, приводит к возрастанию вклада деформационных потенциалов препятствий и наблюдаемым в [63,68] пороговым зависимостям Дау (В). Это означает, что адекватные модели МПЭ должны учитывать присутствие не только магниточувствительных дефектов, но и нечувствительных к действию МП.
Необходимо отметить, что пороговый характер зависимостей Дау(В) и ЦВ) может наблюдаться и по другим причинам. Например, известно, что взаимодействие дислокаций со стопорами характеризуется критическим напряжением их отрыва от препятствий. В стандартной ситуации нескольких типов препятствий различной мощности «отключение» одного из типов в МП может привести к скачкообразному изменению результирующего порогового напряжения отрыва.
Неясным остается также вопрос о режиме отжига кристаллов, использованном в [63]. Очевидно, применение стандартных «технологических» представлений о разделении процедур термообработки на «отжиг» и «закаливание» не всегда оправдано. В самом деле, в кристаллах имеется широкий спектр неравновесных структурных дефектов, характеризующихся разными скоростями релаксации из высокотемпературного состояния при охлаждении. Поэтому, их время жизни после охлаждения кристалла колеблется в диапазоне от секунд до нескольких лет. Следовательно охлаждение кристаллов с определенной скоростью является «отжигом» для одних дефектов и «закаливанием» для других. В ситуации, когда природа исследуемых магниточувствительных центров неизвестна, необходимо тщательное исследование роли термообработки в формировании магниточувствительных состояний структурных дефектов.
В [63] описано также насыщение полевой зависимости Аау(В) при В=0.3Тл которое, не встречалось ранее при исследовании магнитопластического эффекта с
30
помощью измерения подвижности индивидуальных дислокаций (рис. 1.2). Этот может представлять значительный интерес, поскольку свидетельствует о влиянии макропластического деформирования на элементарные акты магнитостимулированного преобразования структурных дефектов.
(О
2 2 В, Тл
Рис. 1.2. Зависимости: 1-декремента затухания внутреннего трения б [64], 2-пробегов индивидуальных дислокаций Ь [65] и 3 - предела текучести ау [63] от индукции постя иного магнитного поля В, приложенного в процессе деформирования крисгаллов №С1.
В самом деле, в отличие от экспериментов, в которых исследуются индивидуальные дислокации, мри макропластическом деформировании плотность дислокаций и генерируемых ими неравновесных точечных дефектов значительно возрастает. Это приводит не только к интенсификации внутрикрисгаллических реакций, но и появлению дал ьно действующих электрических, ультразвуковых и квазистационарных упругих полей, способных изменять кристаллическое окружение
- Київ+380960830922