Анотація до роботи:

Петченко Г.О. Акустичні дослідження динамічних дислокаційних ефектів у кристалах KBr. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.07 – Фізика твердого тіла. – Харківський національний університет ім. В.Н. Каразіна, м. Харків, 2002.

Дисертацію присвячено вивченню закономірностей фонон-дислокаційної взаємодії і взаємодії дислокації з центрами закріплення в монокристалах KBr. Встановлено, що при ступенях деформацій 0,23-1,5% константа гальмування не залежить від густини рухливих дислокацій і визначається дисипативними процесами в фононній підсистемі кристала. Шляхом аналізу вивченої залежності константи демпфування від температури в рамках теорії динамічного гальмування дислокацій Альшиця-Інденбома встановлено, що в дослідженому інтервалі температур 77-300 К фононне гальмування дислокацій визначається суперпозицією механізмів фононного вітру і релаксації “повільних” фононів, причому внесок фононного вітру в результуюче гальмування є переважаючим. Проведено термоактиваційний аналіз процесу відриву дислокацій від стопорів на початковій стадії деформування кристала (в квазіпружній області деформацій), визначено енергію активації і активаційний об’єм згаданого процесу, на підставі чого встановлено силовий закон взаємодії дислокацій із домішковими центрами закріплення.

У дисертаційній роботі розв’язано задачу щодо встановлення закономірностей взаємодії дислокацій з фононним газом і центрами закріплення в монокристалах KBr. Основними науковими і практичними результатами роботи є такі:

1. За методом внутрішнього тертя мегагерцового діапазону частот встановлено незалежність константи демпфування В від густини рухливих дислокацій для здеформованих в інтервалі деформацій 0,23-1,5% кристалів KBr. Так, при фіксованій температурі Т=300 К константа В приблизно дорівнює 2,410^-5Пас в інтервалі значень густини дислокацій L ~ (10⁹ 10¹⁰)м^-2. Це узгоджується з існуючими уявленнями, що динамічне гальмування дислокацій не залежить від попередньої обробки зразка і є фундаментальною характеристикою матеріалу.

2. Вивчено вплив попередньої деформації на положення резонансного максимуму кривої D_d(f). Немонотонна зміна з деформацією параметрів резонансного максимуму пов’язана зі складною поведінкою при збільшенні густини дислокацій ефективної довжини дислокаційного сегмента L. Спочатку збільшення деформації сприяє як відкріпленню від стопорів “ростових” дислокацій, так і появі у кристалі нових дислокацій, внаслідок чого L зростає. У подальшому, зростання деформації викликає зменшення L внаслідок взаємодії дислокацій діючої системи ковзання з дислокаціями “лісу”.

3. Встановлено, що в інтервалі деформацій 0,23-1,5% внесок у величину константи гальмування механізму взаємодії “дислокація-дислокація” є несуттєвим, і рівень динамічного гальмування дислокацій в основному визначається дисипацією енергії дислокацій у фононній підсистемі кристала.

4. Встановлено, що збільшення температури від 77 до 300 К викликає зростання константи гальмування від 110^-5Пас до 2,410^-5Пас. Згаданий ефект зумовлений збільшенням густини фононного газу із зростанням температури.

5. Шляхом аналізу одержаної залежності В(Т) у рамках теорії динамічного гальмування дислокацій Альшиця-Інденбома встановлено, що, як і передбачалось теорією, фононне гальмування дислокацій у KBr визначається суперпозицією механізмів фононного вітру і релаксації “повільних” фононів.

6. Встановлено, що при Т/q > 0,5 внесок фононного вітру в динамічне гальмування дислокацій у KBr є переважаючим. Такий результат не є типовим для вже досліджених ЛГК із високою температурою Дебая і зумовлений низьким для KBr значенням експериментально визначеного безрозмірного параметра d.

7. Шляхом дослідження дислокаційного поглинання ультразвуку у квазіпружній області деформацій і температурному інтервалі 300 – 435 К здійснено термоактиваційний аналіз процесу відкріплення дислокації від стопорів. Для нижньої і верхньої температур із вказаного інтервалу розраховано значення довжини дислокаційного сегмента L_С, обмеженого домішковими центрами закріплення. Одержані значення L_С узгоджуються з існуючими уявленнями щодо розміру дислокаційного сегмента. Для температури 300 К визначено залежності від зовнішнього статичного напруження значень енергії активації і активаційного об’єму процесу відкріплення дислокацій від стопорів. Встановлено, що згадані термоактиваційні параметри зменшуються при зростанні рівня навантаження на зразку.

8. Експериментально встановлено силовий закон взаємодії дислокації з стопорами, який відмінний від відомих із літературних джерел силових законів взаємодії дислокації із різними типами центрів закріплення. Відсутність збігу одержаного закону з існуючими може свідчити про те, що взаємодія дислокацій у досліджених зразках KBr відбувається відразу з декількома типами стопорів.

Публікації автора:

1. Мацокин В.П., Петченко Г.А. Задемпфированный дислокационный резонанс в монокристаллах бромистого калия // Вісник ХДУ № 440. Сер. “Фізика”. -1999. – Вип. 3.- С. 93-96.

2. Мацокин В.П., Петченко Г.А. Влияние предварительной деформации на акустические потери ультразвука в бромистом калии // Вісник ХНУ № 476. Сер. “Фізика”. -2000. – Вип. 4.- С. 128-131.

3. Мацокин В.П., Петченко Г.А. Вязкое торможение дислокаций в кристаллах KBr при температурах 77-300 К // ФНТ. -2000. – Т. 26, № 7.- С. 705-710.

4. Petchenko G.A. Phonon damping of dislocations in potassium bromide crystals at different dislocation density values // Functional Materials. – 2000.–V. 7, № 4(2). – P. 785 – 789.

5. Petchenko G.A. Study of ultrasound absorption by dislocations in KBr single crystals under low static stresses// Functional Materials. – 2001.–V. 8, № 3. – P. 483 – 487.

6. Мозговой В.И., Петченко Г.А. Частотная зависимость дислокационного поглощения ультразвука в монокристаллах KBr // Тез. докл. Междунар. семинара “Релаксационные явления в твердых телах”. – Воронеж (Россия). - 1995.- С. 74.

7. Петченко Г.А. Фононное торможение дислокаций в монокристаллах // Тез. докл. III Междунар. школы-семинара “Эволюция дефектных структур в конденсированных средах”. – Барнаул (Россия). – 1996. – C. 44.

8. Мацокин В.П., Петченко Г.А. Влияние плотности дислокаций на частотные спектры акустических потерь в кристаллах KBr // Тез. докл. ХХ Междунар. конф. “Релаксационные явления в твердых телах”. – Воронеж (Россия). - 1999.- С. 124-125.

9. Петченко Г.О. Вплив деформації на дислокаційну компоненту поглинання ультразвуку в кристалах KBr // Матеріали II Міжнародного Смакулового симпозіуму “Фундаментальні і прикладні проблеми сучасної фізики”. – Тернопіль (Україна). – 2000. – С. 182.

10. Петченко Г.А. Акустические исследования параметров дислокационной структуры кристаллов KBr при их одноосном статическом нагружении // Тез. докл. Х Междунар. конф. “Взаимодействие дефектов и неупругие явления в твердых телах”. – Тула (Россия). - 2001.- С. 80.