WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

топограмм деформированных кристаллов LiF наблюда- На лауэграммах, соответствующих образцам, дефорется полосчатый контраст. В кристаллах, деформирован- мированным при T = 573 K, наблюдается азимутальное ных при T = 573 K, разориентировка, соответствующая размытие пятен, а при 873 и 973 K — астеризм и соседним полосам на топограмме, составляет 10. раздробленность пятен, свидетельствующие о фрагменВ кристалле начинается процесс полигонизации. Ди- тации кристаллов с азимутальной и радиальной разофракционные пятна на топограммах кристаллов, дефор- риентацией фрагментов. Данные, полученные методом мированных при 873 и 973 K, не имеют четкого контура Лауэ, также представлены в таблице. Из таблицы видно, и состоят из радробленных пятен, принадлежащих от- что большеугловая разориентация в кристаллах LiF, дельным блокам. Для образцов, деформированных при деформированных при различных температурах, растет 873 K, преобладают блоки размером 30-50 µm, разори- с увеличением температуры (от 2.5 при T = 573 K ентированые на 40, которые вносят основной вклад в до 5 при T = 873 K). При T = 973 K разориентиразориентацию. Большеугловых границ, обнаруженных ровка фрагментов меньше или равна последней при методами -сканирования и Косселя, в данном случае T = 873 K. Величины углов разориентации выше, чем выявлено не было, по-видимому, из-за усреднения вкла- полученные другими методами. Это связано, очевидно, дов в разориентацию от мало- и большеугловых границ с тем, что метод Лауэ дает максимальное значение на большой площади, на которую попадал рентгеновский разориентировок, встречающееся на достаточно больлуч. Образцы, деформированные при 973 K, состоят шой площади под пучком. Особенно большая разница целиком из крупных блоков одного порядка величи- получается для неоднородных структур с сильной лоны, разорентированных в диапазоне углов 0.8-1.5. кализацией деформации (низкие температуры), ближе Результаты анализа топограмм приведены в таблице, из всего данные для структур с большеугловыми границами которой видно, что средняя малоугловая разориентация (873 K).

Физика твердого тела, 2005, том 47, вып. 1804 Б.И. Смирнов, Р.С. Чуднова, В.В. Шпейзман Результаты измерений различными рентгеновскими кристалла при T = 873 K помещается больше блоков, методами разориентировок блоков и фрагментов в кри- чем при T = 973 K, и, следовательно, большеугловая сталлах LiF, деформированных растяжением в режиме разориентация, набранная малоугловыми разворотами, ползучести при различных T и, сопоставляются в при T = 873 K будет больше, чем при T = 973 K. При таблице. Сюда же для сравнения включены данные, по- увеличении площади участка, находящегося под рентлученные методом электронной микроскопии (ЭМ) [14]. геновским пучком, измеряемая разница в ориентации Итак, совокупность полученных экспериментальных отдельных участков кристалла, т. е. большеугловая разоданных о разориентациях в деформированных кристал- риентация, должна расти. Действительно, при T = 873 K лах LiF показывает, что кроме малоугловой разори- с ростом этой площади от 0.01 (метод Косселя) ентации между соседними блоками существует боль- до 0.07 mm2 (-сканирование) большеугловая разоришеугловая фрагментарная разориентация. Из таблицы ентация увеличиваетя незначительно: от 330 до видно, что все методы определения разориентации меж- (для больших деформаций). Однако дальнейшее увелиду соседними блоками дают близкие значения мало- чение площади пучка до 2.5 mm2 (метод Лауэ) приводит угловой разориентации и что она растет с температу- уже к заметному росту разориентации до 454.

рой деформирования от 10 при T = 573 K до 110 В кристаллах, деформированных при T = 973 K, влипри T = 973 K. При этом малоугловая разориентация яние площади под рентгеновским пучком на разницу остается практически постоянной на стационарной ста- в ориентации отдельных участков кристалла больше, дии ползучести для каждой температуры деформиро- чем при T = 873 K: от 2 в методе -сканирования вания. Полученные для кристаллов LiF значения и до 4.5 в методе Лауэ.

характер изменения малоугловой разориентации хорошо Рис. 3, b показывает, что в кристалле могут находиться согласуются с экспериментальными данными для метал- участки размером до 0.31.8mm2, на которых разворот лов [15]. Авторы [15] считают, что постоянство разориен- осуществляется малоугловыми границами последоватации на стационарной стадии сохраняется в результате тельно в одну сторону, затем большеугловой границей динамического равновесия процессов образования но- в другую сторону. Это же подтверждают данные, полувых субграниц и аннигиляции существующих субграниц ченные методом Косселя. Может быть и другой вариант противоположных знаков при их движении в противопо- компенсации больших разворотов, когда большеугловые ложных направлениях. Если при движении малоугловые границы разного знака следуют с промежутком, не границы на пути встречают отдельные дислокации, они превышающем диаметр рентгеновского луча (300 µm).

либо „пропускают“ их сквозь себя, либо одновременно При этом максимальная разориентация при таком шаге поглощают и испускают дислокацию, поскольку разо- составляет 3. Следует также отметить, что больриентация остается постоянной. В [16] прохождение шеугловая разориентация в отличие от малоугловой отдельных дислокаций через малоугловую границу экс- существенно возрастает с ростом деформации на стапериментально наблюдалось в электронном микроско- ционарной стадии ползучести.

пе. Рост разориентации до наступления стационарной В настоящее время существует несколько теоретичестадии может быть связан с отсутствием равновесия ских моделей, объясняющих образование большеуглопроцессов образования и аннигиляции границ, а также вых разориентаций. В рамках модели сталкивающихся с тем, что границы с малыми углами могут „догонять“ границ [15] одним из авторов был проведен расчет на границы с большими углами и сливаться с ними [15]. ЭВМ, в результате которого было получено быстрое Отсюда становится понятным и некоторое увеличение увеличение разориентировки отдельных границ при разориентации с ростом температуры деформирования, условии их столкновения с неподвижной границей [18].

так как при этом растет скорость движения границ В [19] рассмотрена задача о движении диполя частичных блоков [17], и, следовательно, возрастает вероятность их дислокаций, приводящем к разделению дислокационных столкновения и слияния. зарядов и созданию разориентаций 1 внутри участка Большеугловая разориентация увеличивается с ро- размером порядка величины блока. Вследствие процесстом температуры деформирования только до 873 K сов, идущих в материале под действием приложенных (от 2 при 573 K до 5 при T = 873 K). Дальней- напряжений, в одной части кристалла скапливаются шее увеличение температуры деформирования до 973 K, заряды одного знака, в другой — противоположного, наоборот, уменьшает ее. Возможно, это объясняется т. е. природа разделения зарядов силовая. Упругие поменьшим количеством блоков при T = 973 K, помещаю- ля дислокационного диполя способствуют дальнейшему щихся на площади под рентгеновским пучком, чем при разделению дислокационных зарядов и, следовательно, T = 873 K, так как средние размеры блоков составляют росту области разориентации с ростом деформации.

соответственно 100 и 40 µm. Если большеугловая Большинство теорий появившихся в последние горазориентация реализуется последовательными разворо- ды [2,3,20,21], ставит цель объяснить значительное тами в одном направлении на малоугловых границах упрочнение и эволюцию структуры (появление микронблоков и локализованным разворотом в противополож- ных и субмикронных фрагментов) при интенсивной ном направлении, создаваемым большеугловой грани- пластической деформации, во много раз превышающей цей [6], ясно, что на одинаковых по площади участках ту, которая может быть достигнута при растяжении Физика твердого тела, 2005, том 47, вып. Рентгенографическое исследование малоугловых и большеугловых разориентаций... кристаллов LiF. Однако механизмы зарождения мало- [15] S.F. Exell, D.H. Warrington. Phil. Mag. 26, 5, 1121 (1972).

[16] M. Brown, K.P. Hall, R. Lagneborg. Scripta Met. 7, 12, и большеугловых границ и первые стадии образования 1275 (1973).

фрагментированных структур, очевидно, могут быть [17] Б.И. Смирнов, Р.С. Чуднова, В.В. Шпейзман. Поверхность.

смоделированы на достаточно простых в структурном Физика, химия, механика 6, 143 (1982).

отношении щелочно-галоидных кристаллах. И хотя от[18] D.H. Warrington. Proc. of the Intern. Conf. on Computer носительная доля большеугловых границ в этих кристалSimulation for Materials Applications. 20, part 2, 672 (1976).

лах невелика, их роль в некоторых процессах, например, [19] В.И. Владимиров, А.Е. Романов. ФТТ 20, 10, 3114 (1978).

в разрушении [22,23] может оказаться решающей.

[20] Y. Estrin, L.S. Toth, A. Molinari, Y. Brechet. Acta Mater. 46, 15, 5509 (1998).

[21] Г.А. Малыгин. ФТТ 46, 11, 1968 (2004).

3. Заключение [22] Б.И. Смирнов, Т.Н. Снежкова. ФТТ 19, 7, 2021 (1977).

[23] В.В. Рыбин. Большие пластические деформации и разруТаким образом, в настоящей работе с использовашение металлов. Металлургия, М. (1986). 242 с.

нием различных рентгеновских методик исследованы зарождение и эволюция разориентированных областей в монокисталлах LiF при их деформации. Показано, что при определенных условиях разориентация может быть двухуровневой: мало- и большеугловой. Прослежено их изменение с температурой и величиной деформации. Основной вклад в разориентацию решетки вносят межфрагментарные (межблочные) границы, причем большеугловая разориентация может набираться как последовательными разворотами в одном направлении на малоугловых границах, так и непосредственно большеугловой границей. При определении разориентации решетки рентгеновскими методами большую роль играет площадь поверхности кристалла, на которую падает рентгеновский луч, и способ анализа информации:

усреднение разориентации или рассмотрение крайних ее значений. В этом заключается причина отличий углов разориетации, полученных разными методами.

Список литературы [1] D.A. Hughes, N. Hansen. Acta Mater. 48, 11, 2985 (2000).

[2] I.J. Beyerlein, R.A. Lebensohn, C.N. Tome. Mater. Sci. Eng.

A 345, 1–2, 122 (2003).

[3] A.A. Nazarov, N.A. Enikeev, A.E. Romanov, T.S. Orlova, I.V. Alexandrov, I.J. Beyerlein. Nanostructured Materials by High Pressure Severe Plastic Deformation. NATO ARW (2004).

[4] S. Takeuchi, A.S. Argon. J. Mat. Sci. 7, 11, 1542 (1972).

[5] М.М. Мышляев. ФТТ 7, 2, 571 (1965).

[6] Б.И. Смирнов, В.В. Шпейзман, С.А. Иванов, К.В. Мальчуженко, Р.С. Чуднова. ФТТ 20, 12, 3730 (1978).

[7] В.И. Бетехин, В.И. Владимиров, С.А. Иванов, К.В. Мальчуженко, А.Ю. Разумовский. ФТТ 24, 3, 843 (1982).

[8] Б.И. Смирнов. Дислокационная структура и уплочнение кристаллов. Наука, Л. (1981). 235 с.

[9] Д.М. Васильев. Дифракционные методы исследования структур. Металлургия, М. (1977). 247 с.

[10] Д.М. Васильев, С.А. Иванов, Б.М. Тараканов. Завод. лаб.

40, 6, 685 (1974).

[11] Ю.А. Багаряцкий. Кристаллография 7, 6, 886 (1962).

[12] Д.М. Васильев, С.А. Иванов. Завод. лаб. 37, 9, 1099 (1971).

[13] Я.С. Уманский. Рентгенография металлов. Металлургия, М. (1967). 236 с.

[14] Б.И. Смирнов, Т.В. Самойлова, Т.Г. Нарышкина. ФТТ 11, 5, 1188 (1969).

Физика твердого тела, 2005, том 47, вып.

Pages:     | 1 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.