Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время вопрос о механизмах генерации дислокаций при различных режимах нагружения и в присутствии-полей различной физической природы не только не теряет своей актуальности, но~ и привлекает все большее.внимание.
Многочисленные эксперименты показали, что процесс генерации
дислокаций в ультразвуковом поле обладает целым рядом особенностей, и может осуществляться с помощью различных механизмов. Плотность дислокаций в результате воздействия ультразвука (УЗ) может возрастать в кристаллах на 3-4 порядка.
До сих пор оставалось не выясненным, при каких условиях определяющую роль играет тот или иной из возможных механизмов генерации дислокаций в ультразвуковом поле, и каков вклад каждого из них в процесс накопления дислокаций в кристаллах.
Цель работы. Целью настоящей работы являлось методом ЭВМ-моделирования установить условия, необходимые для генерации дислокаций в ультразвуковом поле по различным возможным механизмам, и определить вклад в накопление дислокаций реализуемого только под действием знакопеременной нагрузки нетрадиционного механизма.
Научная новизна и практическая значимость работы. В работе впервые предложены модель и алгоритм для анализа поведения замкнутых дислокационных петель в ультразвуковом поле. Впервые применительно к щелочногалоидным кристаллам установлены условия, при которых генерация дислокационных петель в ультразвуковом поле происходит по механизму Франка-Рида и по нетрадиционному механизму.
Определены параметры, характеризующие работу источника по нетрадиционному механизму, размеры петель, генерированных по этому механизму и время их жизни в присутствии неоднородных по пространству и времени полей напряжений. Показано, что на эти параметры существенное влияние оказывают частота УЗ и коэффициент динамической вязкости; значение последнего может заметно различаться в ряду кристаллов КБг, КС1, NaCl, LiF.
Получено эмпирическое выражение для зависимости от частоты УЗ критической амплитуды напряжения, при достижении которой начинается размножение дислокаций по механизму, отличному от механизма Франка-Рида.
Показано, что при работе источника по нетрадиционному механизму в течение каждого периода происходит и генерация дислокационных петель и их аннигиляция. В увеличение остаточной плотности дислокаций вклад этого механизма возможен только при наличии в
кристалле постоянных полей напряжений, достаточных для предотвращения процесса аннигиляции.
Все, полученные в работе результаты, являются оригинальными и с научной точки зрения важны для более глубокого понимания причин изменения физических свойств кристаллов под действием ультразвука.
На защиту выносится следующее.
-
Результаты ЭВМ-моделирования процесса генерации дислокаций под действием ультразвука; условия, при которых реализуется каждый из возможных механизмов.
-
Необходимые и достаточные условия размножения дислокаций по нетрадиционному механизму: при заданной частоте ультразвука / = const длина источника I должна быть больше критической ln, а амплитуда напряжения лежать в интервале [оп, оу].
-
Данные о параметрах петель, образовавшихся по нетрадиционному механизму: их размерах, времени образования и времени жизни.
-
Зависимости от частоты ультразвука и коэффициента динамической вязкости критических параметров, характеризующих процесс размножения дислокаций и параметров петель, образовавшихся по нетрадиционному механизму.
-
Факт существования критической длины источника, начиная с которой генерация дислокаций происходит по нетрадиционному механизму и зависимости этого параметра от частоты ультразвука и коэффициента динамической вязкости.
-
Вклад в накопление дислокаций в кристалле при нетрадиционном механизме размножения возможен лишь в присутствии постоянных во времени полей напряжений.
Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на Международной конференции "Микромеханизмы пластичности, разрушения и сопутствующих явлений"(г.Тамбов, 1996г.), на III Международной школе-семинаре "Эволюция дефектных структур в конденсированных средах"(г.Барнаул, 1996г.) и на Международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам "Ломоносов-97"(г.Москва, 1997г.).
Основные результаты диссертации опубликованы в 4 статьях и 3 тезисах докладов.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Содержание работы изложено на 1ЯО страницах, включающих S'Sl страниц основного текста, у рисунков и і О таблиц.
