авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |
-- [ Страница 1 ] --

Национальная академия наук Украины

Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина

ная кон

народ фе

ду

ре

еж

9-я М

нц

2006

ия

ВЫСОКИЕ ДАВЛЕНИЯ – 2006

Фундаментальные и прикладные аспекты

17–22 сентября 2006 г.

ТЕЗИСЫ Судак, Крым, Украина В367.1 Т30 Тезисы 9-й Международной конференции «Высокие давления – 2006. Фундамен тальные и прикладные аспекты».– Донецк: «Норд Компьютер», 2006.– 178 с.

В сборнике представлены тезисы докладов, вошедших в программу 9-й Междуна родной конференции «Высокие давления – 2006. Фундаментальные и прикладные аспекты».

Последовательность расположения тезисов соответствует последовательности, в которой доклады помещены в программе конференции. Фамилия автора докладчика подчеркнута.

В конце книги помещен алфавитный указатель участников конференции, вы ступающих с докладами, и приведена краткая информация о них.

ISBN ДонФТИ им. А.А. Галкина НАН Украины, Пленарный доклад ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДЕФОРМАЦИИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ ПОД ДАВЛЕНИЕМ Варюхин В.Н.

Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина НАН Украины, Донецк, Украина, e-mail: var@hpress.fti.ac.donetsk.ua Большой интерес к наноструктурным (НС) материалам cвязан с тем, что их фи зико-механические характеристики существенно превосходят свойства обычных материалов с тем же химическим составом.

В результате проведенных ранее исследований показано, что НС могут быть получены в результате интенсивных внешних воздействий (деформация, давле ние, излучение, температура) на твердые тела с кристаллической и аморфной структурами. В частности, значительный интерес представляют наноструктурные системы, полученные путем интенсивных пластических деформаций (ИПД) ме таллов и консолидации частиц твердых тел при высоких давлениях. Данные сис темы обладают новыми механическими, магнитными, электрическими, высоко частотными, диэлектрическими и другими характеристиками. Физической осно вой этого является соизмеримость размерного параметра с характерной длиной физического эффекта (длиной магнитных корреляций, длиной спиновой диффу зии, сверхпроводящей корреляционной длиной и т.д.).

В докладе представлены исследования Донецкого физико-технического инсти тута им. А.А. Галкина НАН Украины по формированию наноструктуры в объем ных образцах методами ИПД под высоким давлением. В частности, приведены результаты экспериментов по консолидации методом винтовой экструзии (ВЭ) порошка меди с наноструктурой, а также аморфных лент сплава Al86Ni6Co2Gd6.

Показано, что в результате ВЭ практически полная консолидация образцов по рошковой меди происходит при комнатной температуре, а аморфных лент сплава Al86Ni6Co2Gd6 – при Т 513 К. Микротвердость последнего при этом возрастает от 370 до 550 кгс/мм2.

Изучено влияние кручения под высоким давлением (КВД) на последователь ность структурно-фазовых переходов и упрочнение нержавеющих хромоникеле вых сталей на примере стали типа Х18Н10. Установлено, что КВД приводит к формированию структуры со средним размером кристаллитов 80 нм. Это сопро вождается также изменением фазового состава: происходит значительное увели чение количества ГПУ -фазы, и появляется незначительное количество ОЦК фазы. Измерения микротвердости показали, что величина упрочнения стали Х18Н10 после КВД возрастает в 2–2.5 раза (максимальное значение Нµ 4.5 ГПа при степени деформации е 6.5) по сравнению с исходным состоянием. При этом коэффициент упрочнения µ/е максимален на начальных стадиях КВД и падает практически до нуля на конечных стадиях формирования нанокристаллической структуры.

Пленарный доклад РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ ИНТЕНСИВНОЙ ДЕФОРМАЦИИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОБЪЕМНЫХ НАНОМАТЕРИАЛОВ С УНИКАЛЬНЫМИ СВОЙСТВАМИ Валиев Р.З.

Институт физики перспективных материалов, Уфимский государственный авиационный технический университет, Уфа, Россия, e-mail: rzvaliev@mail.rb.ru Одной из актуальных тенденций современного материаловедения за последние десять лет стало формирование наноструктур в материалах с целью достижения их новых и уникальных свойств. Среди различных методов получения объемных наноструктурных материалов особый интерес представляют методы интенсивной пластической деформации (ИПД), основанные на применении больших деформа ций под высоким давлением. Этот интерес обусловлен возможностью получения объемных образцов и заготовок с ультрамелкими зернами из различных металлов и сплавов, а также большим потенциалом для широкого практического исполь зования.

В данной работе показано, что наноструктурные ИПД-материалы могут обла дать уникальными механическими свойствами, среди которых: очень высокая прочность и пластичность, повышенная усталостная прочность, низкотемпера турная и высокоскоростная сверхпластичность. Исходя из анализа механизмов деформации наноструктурных материалов, в докладе рассматривается физиче ская природа их уникальных свойств и обсуждается стратегия достижения экст раординарной прочности и пластичности, необходимых для разработки наност руктурных материалов для новых конструкционных и функциональных приме нений. Особое внимание уделено перспективным применениям объемных нано структурных материалов в медицине, машиностроении и авиационно космической технике.

Пленарный доклад МУЛЬТИМАСШТАБНЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ПЛАСТИЧНОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ В УСЛОВИЯХ ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЙ Константинова Т.Е., Токий В.В.

Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина НАН Украины, Донецк, Украина, e-mail:tatjana@konstant.fti.ac.donetsk.ua Использование интенсивных пластических деформаций (ИПД) радикально расширило возможности изменения структуры металлов и сплавов вплоть до создания наноструктур. Особенно перспективными, как показано в ряде работ, в этом направлении являются методы деформирования материалов в условиях вы соких гидростатических давлений. Однако для осознанного управления структу рой в случае ИПД очень важно понимать механизмы пластической деформации на всех масштабных уровнях.

На первом микромасштабном уровне роль высокого давления заключается в уменьшении подвижности дислокаций, увеличении вероятности организации дислокационных скоплений и снижении количества трещинообразующих дисло каций (типа [100] ) [1].

При увеличении степени деформации характер движения дислокаций сменяет ся от одиночного к коллективному. Этот уровень называется мезоскопическим [2]. Дислокационные перестройки, описание которых становится невозможным в рамках классической теории, требуют иного подхода в интерпретации - мезоско пического. На этом уровне начинает действовать изгибная и ротационная моды [3]. Мезоскопическими являются также такие механизмы деформации, как двой никование и образование мартенсита деформации.

На основе дислокационной модели локального изгиба обсуждается механизм образования полосовой структуры и фрагментации в деформируемых металличе ских сплавах. На основе анализа эволюции мезоструктуры мартенситно-старе ющих, легированных, углеродистых сталей, титанового сплава Ti–5AL–5VI–5Mo (ВТ22) и ниобий-титанового сплава 60Т сформулированы принципы создания на ноструктурного состояния.

На примере титанового сплава ВТ22 и ниобий-титанового сплава рассмотрено макроскопическое течение материала, деформированного методом теплой винто вой экструзии в условиях высокого гидростатического давления, когда кроме уп руго-пластических изгибов и фрагментации могут наблюдаться процессы раство рения фаз и выделения новых, образование новых зерен по механизму релаксации напряжений в зоне упруго-пластического изгиба кристаллической решетки, а также некристаллографического течения вещества, подобного гидродинамиче скому, приводящего к аморфизации структуры.

Показаны эффекты деформационно-термического воздействия в случае ис пользования высоких давлений и их влияния на свойства материалов.

1. Зайцев В.И., Токий В.В., Береснев Б.И. и др., Влияние высоких давлений на вещество под ред. Б.И. Береснева, Т.2, Наук. думка, Киев(1987).

2. Архаров В.И. в сб.: Проблемы современной физики, Наука, Ленинград (1980).

3. Константинова Т.Е., Мезоструктура деформированных сплавов, ДонФТИ им.

А.А. Галкина НАН Украины, Донецк (1997).

Пленарный доклад ЭФФЕКТЫ ДАВЛЕНИЯ В МАНГАНИТАХ Дьяченко А.И., Таренков В.Ю., Криворучко В.Н., Варюхин В.Н.

Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина НАН Украины, Донецк, Украина В данной работе проведен анализ современного состояния физики высоких давлений в проблеме манганитов с колоссальным магнитосопротивлением. В на стоящее время интерес к манганитам вызван не столько перспективами их широ кого применения, сколько обнаруженной близостью многих отличительных осо бенностей манганитов и высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП). Было выяснено, например, что неординарные свойства манганитов и ВТСП тесно свя заны с электронной фазовой сепарацией, поэтому даже в металлической фазе манганиты могут проявлять особенности, характерные для полупроводников. В частности, активно обсуждается возможность поляронного характера носителей в этих материалах. Выполненные ранее исследования при высоких давлениях под твердили тесную связь параметров зонной структуры манганита с решеткой. В наших исследованиях поставлен принципиальный вопрос о возможности доказа тельства поляронного характера носителей в манганитах с помощью микрокон тактных измерений при высоких давлениях. Решающую роль здесь сыграла воз можность раздельного исследования влияния давления на монокристалл мангани та и микроконтакт металл–манганит. Для монокристалла были получены извест ные зависимости транспортных свойств под давлением, при этом наблюдался рост температуры Кюри, а для контактов металл–манганит обнаружен обратный эффект – смещение пика в температурной зависимости сопротивления контакта в сторону низких температур. Такое поведение удается объяснить динамикой поля ронов малого радиуса. Проявление поляронных эффектов в металлической фазе манганитов не тривиально, поскольку в настоящее время нет даже согласия не только о характере таких поляронов (магнитные, орбитально-решеточные), но и сам факт существования поляронов не считается общепризнанным. Проведенные нами исследования убедительно показывают, что поляроны, формирующие тем пературную зависимость контактов с манганитами, и поляроны, наблюдаемые в монокристаллах, идентичны и являются орбитально-решеточными поляронами малого радиуса.

Физические свойства твердых тел под давлением ТЕРМОЭДС ЧИСТЫХ МЕТАЛЛОВ ПРИ ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЯХ:

ФОРМИРОВАНИЕ МЕТАСТАБИЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ Бабушкин А.Н., Суханов И.В., Савина О.В.

Уральский государственный университет им. А.М. Горького, Екатеринбург, Россия Известно, что термоэлектродвижущая сила (ТЭДС) является структурно чувствительной характеристикой металлов.

Исследования ТЭДС непосредственно при высоких пластических деформациях позволяют выявить изменения электронной подсистемы, связанные с фазовыми переходами, изменением микроструктуры, образованием метастабильных состоя ний.

Анализ зависимости ТЭДС от времени позволяет судить об эволюции полу ченной микроструктуры и кинетике процесса.

В работе при давлениях 10-50 ГПа изучены барические зависимости ТЭДС чистых металлов: железа, свинца, молибдена, платины.

Показано, что зависимость ТЭДС от давления немонотонная. Четко прослежи ваются области фазовых переходов. Выявлено наличие метастабильных состоя ний Показано, что в изученных металлах при обработке высокими давлениям притекают релаксационные процессы с характерными временами 5–100 с.

Физические свойства твердых тел под давлением PRESSURE – INDUCED TRANSFORMATIONS DURING ANNEALING OF SILICON IMPLANTED WITH OXYGEN, Si:O Misiuk A.1, Efros B.M. Institute of Electron Technology, Warsaw, Poland, e-mail: misiuk@ite.waw.pl Donetsk Physics&Technology Institute named after A. Galkin, NAS of Ukraine, Donetsk, Ukraine, e-mail: efros@ukr.net Enhanced hydrostatic pressure (HP, up to 1.6 GPa) applied during annealing at up to 1620 K (HT) of silicon (Cz-Si and Fz-Si), with oxygen introduced during Si crystal growth (in Cz-Si), as well as by oxygen implantation (Si:O), exerts pronounced effect on the transformation of oxygen admixture. In particular, HP affects the creation of thermal donors at 670–920 K, the microstructure of Si:O, especially if treated at 1200 K, and the creation and features of oxygen – enriched (for implanted oxygen dose, D 11017 cm–2) or continuous (for D 21017 cm–2) buried SiO2 layers formed in Si:O.

The HT–HP treatment results in the changed misfit at the SiO2–x/Si matrix boundary, in the stimulated creation of nucleation centers for oxygen precipitation, affects the oxygen diffusivity as well as the dissolution of SiO2–x precipitates, especially at 1400 K.

The following treatment parameters contribute in the HP induced effects in treated Si:O: mobility and solubility of implanted oxygen as well as of silicon interstitials and of other implantation - induced defects (such as vacancies) are dependent on HT as well as on HP;

stability of oxygen agglomerates is dependent on HP;

diffusivity of oxygen as well as of Sii and of V are also dependent on HP;

the misfit at the SiO2/Si boundary is tuned by HP.

The earlier reported (e.g. in [1–5]) and new results on the effect of HT–HP treatment on Si:O will be presented and discussed.

1. Misiuk A.;

Barcz A.;

Ratajczak J.;

Lopez M.;

Romano-Rodriguez A.;

Bak-Misiuk J.;

Surma H.B.;

Jun J.;

Antonova I.V.;

Popov V.P. Mater. Sci. Engineer. B, 2000, 73, 134– 138.

2. Misiuk A.;

Barcz A.;

Ratajczak J.;

Katcki J.;

Bak-Misiuk J.;

Bryja L.;

Surma B.;

Gawlik G. Cryst. Res. Technol., 2001, 36, 933–941.

3. Misiuk A.;

Barcz A.;

Ratajczak J.;

Antonova I.V.;

Jun J. Solid State Phen., 2002, 82–84, 115–120.

4. Misiuk A.;

Bak-Misiuk J.;

Surma B. Radiation Effects & Defects in Solids, 2003, 158, 407–410.

5. Surma B.;

Misiuk A.;

Hrtwig J.;

Wnuk A.;

Bukowski A.;

Antonova I.V. J. Alloys Comp., 2004, 362, 269–274.

Физические свойства твердых тел под давлением ИССЛЕДОВАНИЕ МАГНИТНОГО СТРУКТУРНО-ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА ПРИ ДЕФОРМАЦИИ НИКЕЛЕВЫХ СУПЕРСПЛАВОВ Казанцева Н.В., Ригмант М.Б., Пирогов А.Н.

Институт физики металлов УрО РАН, Россия, Екатеринбург, e-mail: kazantseva@imp.uran.ru Исследованы магнитные свойства никелевых суперсплавов с различным со держанием упрочняющей фазы Ni3Al (L12, ): после ударно-волнового нагруже ния (суперсплав с 90% ) и после деформации холодной прокаткой (суперсплав с 10% ). Обнаружено, что величина магнитной восприимчивости меняется в зави симости от степени деформации, в сплавах после ударного нагружения ударом пластины (максимальное давление на поверхности образца Р = 100 ГПа, длитель ность импульса воздействия 1 мкс) магнитная восприимчивость возрастает на два порядка. Обнаружено, что изменение магнитных свойств суперсплавов после де формации связано с фазовым переходом L12–DO22. Предложена модель образова ния длиннопериодной структуры DO22 при деформации интерметаллида Ni3Al.

Проводится сравнение полученных результатов с литературными данными для других интерметаллидов (Fe3Al, Ti3Al, TiAl).

Формирование структуры и физико-механических свойств материалов под давлением ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ ДИАРСЕНИДА ЦИНКА И ДИАРСЕНИДА КАДМИЯ ПРИ ЦИКЛИЧЕСКОМ ИЗМЕНЕНИИ ДАВЛЕНИЯ В ИНТЕРВАЛЕ 22–50 ГПА Бабушкин А.Н., Перевалова С.В., Моллаев А.Ю., Сайпулаева Л.А, Маренкин С.Ф., Морозова В.А.

Уральский государственный университет им. А.М. Горького, Екатеринбург, Россия, e-mail: alexey.babushkin@usu.ru Цель работы – изучение электропроводности диарсенидов цинка и кадмия (ZnAs2, CdAs2) при циклическом изменении давления в интервале давлений 22–50 ГПа, достигаемых в камере высокого давления с алмазными наковальнями [1]. Ранее [2] показано, что при давлениях 35–40 ГПа в образцах происходят необратимые структурные изменения.

Представляет интерес изучение поведения электропроводности материалов при циклическом изменении давления с целью уточнения значения давления, при ко тором происходят эти изменения.

При проведении измерений использовалась следующая методика. Образец, ра нее не подвергавшийся воздействию высоких давлений, помещали в КВД и созда вали исходное давление, равное 22 ГПа. Затем осуществляли циклическую обра ботку давлением, во время которой последовательно увеличивали давление до не которого значения Pmax, а затем уменьшали его до начального значения 22 ГПа.

По данным эксперимента построены барические зависимости электросопротивле ния, соответствующие разным значениям Pmax.

Для ZnAs2 получено, что при увеличении давления до 37.5 ГПа электросопро тивление принимает значения порядка 106 Ом, однако при повышении давления до 40 ГПа значения сопротивления уменьшаются на порядок. При последующем увеличении давления сопротивление не принимает первоначальных значений, что говорит о необратимости фазового перехода. Это свидетельствует о том, что точ кой необратимого изменения электропроводности является давление в интервале 35–40 ГПа. При увеличении давления до 45.5 ГПа сопротивление образца умень шается еще на порядок. Это изменение также остается необратимым, что свиде тельствует о наличии второй точки необратимых изменений электросопротивле ния при давлении ~ 45.5 ГПа.

1. Верещагин Л.Ф., Яковлев Е.Н., Степанов Т.Н., Бибаев К.Х., Виноградов Б.В.

Давление 2.5 мегабара в наковальнях, изготовленных из алмаза типа карбонадо // Письма в ЖЭТФ, т.16, N 4 (1972), с. 240–242.

2. Моллаев А.Ю., Арсланов Р.К, Сайпулаева Л.А., Бабушкин А.Н., Лях Т.С., Татур С.В., Маренкин С.Ф., Михайлов С.Г. Фазовые превращения в CdAs2 и ZnAs2 при высоком давлении // ФТВД, 2005, том 15, № 1, с. 102–105.

Формирование структуры и физико-механических свойств материалов под давлением ДВА ПОДХОДА К АНАЛИЗУ КРИВЫХ ДЕФОРМАЦИОННОГО УПРОЧНЕНИЯ Подрезов Ю.Н., Фирстов С.А.

Институт проблем материаловедения им. И.Н. Францевича НАН Украины, Киев, Украина, e-mail: podrezov@materials.keiv.ua За последние тридцать лет опубликовано огромное количество работ по струк турной чувствительности деформационного упрочнения. Среди них, пожалуй, следует выделить обобщающую работу Кокса и Мекинга по упрочнению ГЦК металлов и монографию В.И. Трефилова и В.Ф. Моисеева по деформационному упрочнению ОЦК-металлов.

Общая идеология обеих работ основывается на учении о стадийности кривых деформационного упрочнения, которая отображает эволюцию деформационной структуры в процессе деформации. Вместе с тем в подходах к анализу кривых уп рочнения имеются существенные различия. Прежде всего в работах Кокса и его последователей в основном исследуются ГЦК-металлы, а в качестве методов ис следования используются испытания на кручение и реже – на сжатие. Экспери менты на растяжение считаются недостаточно информативными из-за раннего шейкообразования. Основным изучаемым параметром упрочнения является ско рость деформации d/de. Изменение этого параметра в зависимости от напряже ния позволяет установить стадийность процесса упрочнения.

В работах украинской школы до настоящего времени главным объектом иссле дований были ОЦК металлы (за исключением последних работ В.Ф. Моисеева с сотр.). Основным методом испытания является одноосное растяжение, а стадий ность обнаруживается при обработке кривых упрочнения в координатах – еn. По точкам перегиба кривой упрочнения, перестроенной в этих координатах, судят о структурных перестройках, происходящих в материале.

Несомненным преимуществом такой обработки является ее чувствительность к структурным перестройкам, происходящим на ранних стадиях деформации, и возможность классифицировать законы структурообразования в зависимости от энергии дефекта упаковки и типа кристаллической структуры. Однако эта мето дология существенно уступает методу, развитому Коксом с сотр. при анализе за конов структурообразования при средних и больших пластических деформациях.

С точки зрения физической трактовки результатов анализа кривых деформацион ного упрочнения, теория Кокса, устанавливая термодинамическую природу III стадии упрочнения (стадии динамического возврата, на которой образуются сла боразориентированные ячейки), дает возможность прогнозированно управлять процессом структурообразования ячеек и нанозерен. Именно этот аргумент по служил толчком к проведению нами сравнительного анализа процессов деформа ционного упрочнения ОЦК- и ГПУ-металлов в рамках указанных теорий. Объек тами исследования служили литые и деформированные сплавы железа и титана.

Методами исследования были выбраны одноосные растяжение и сжатие, по скольку именно эти методы обычно используются для определения стандартных механических свойств материала. Обработка кривых проводилась в координатах d/d – и – еn.

Формирование структуры и физико-механических свойств материалов под давлением CВЕРХПЛАСТИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ УЛЬТРАМЕЛКОЗЕРНИСТОГО СПЛАВА Ti-6Al-4V ELI, ПОЛУЧЕННОГО С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНТЕНСИВНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ Семенова И.П., Саитова Л.Р., Рааб Г.И., Валиев Р.З.

Институт физики перспективных материалов, Уфимский государственный авиационный технический университет, Уфа, Россия, e-mail: semenova-ip@mail.ru Как известно, наиболее эффективным методом улучшения сверхпластических свойств сплавов является формирование в них ультрамелкозернистой (УМЗ) структуры методами интенсивной пластической деформации (ИПД) [1,2]. Прове денные ранее исследования [3] показали эффективность методов ИПД в сочета нии с экструзией для измельчения структуры в крупногабаритных заготовках (с исходным диаметром до 40 мм) сплава Ti-6Al-4V ELI и достижения в нем высо кой прочности и пластичности. Использование дополнительной обработки мас сивных титановых УМЗ-заготовок в условиях сверхпластического течения мате риала перспективно для формообразования полуфабрикатов и изделий сложной формы, например для изготовления эндопротезов в медицине.

В данной работе представлены результаты исследований механического пове дения сплава Ti–6Al–4V ELI в крупнозернистом и УМЗ-состояниях при растяже нии в условиях повышенных (500–800°С) температур. УМЗ-сплав Ti–6Al–4V ELI демонстрирует сверхпластические характеристики уже при температуре 600°С.

При относительно низких температурах и высоких скоростях деформации полу чены следующие значения удлинений: 286% при Т=700°С, = 10–2 с–1 и 516% при Т=800°С, = 10–2 с–1.

1. R.Z. Valiev, R.K. Islamgaliev, I.V. Alexandrov, Bulk nanostructured materials from severe plastic deformation, Progr. Mater. Sci., 45 (2000) p. 103–189.

2. О.А.Кайбышев, Сверхпластичность промышленных сплавов. Металлургия, 1984 г., 263 с.

3. I.P. Semenova, Y.T. Zhu, G.I. Raab, T.C. Lowe, R.Z. Valiev, Microstructures and mechanical behavior of ultrafine grained Ti-6Al-4V alloy produced by ECAP. In Proc.:

Ultrafine Grained Materials III, eds Y.T. Zhu, T.G. Langdon, R.Z. Valiev, S.L. Semi atin, D.H. Shin, T.C. Lowe (2004) pp. 463–468.

Формирование структуры и физико-механических свойств материалов под давлением ВИХРИ И ПЕРЕМЕШИВАНИЕ ПРИ ВИНТОВОЙ ЭКСТРУЗИИ Бейгельзимер Я.Е.1, Сынков С.Г.1, Решетов А.В.1, Орлов Д.В.1, Прокофьева О.В.1, Сынков А.С.1, Кулагин Р.Ю. Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина НАН Украины, Донецк, Украина НПО «ДОНИКС», Донецк, Украина, e-mail: tean@an.dn.ua Особенности и потенциал того или иного метода интенсивных пластических деформаций (ИПД) связаны, в конечном счете, с механикой пластического тече ния. При винтовой экструзии (ВЭ) металл находится в ином напряженно деформированном состоянии, чем при равноканальном угловом прессовании (РКУ), хотя основная схема деформации в обоих процессах близка к простому сдвигу. По этой причине структура и свойства, которые формируются при ВЭ, отличаются от таковых при РКУ.

Выполненные авторами исследования показали, что имеются три главные осо бенности пластического течения, отличающие ВЭ от РКУ, а именно процессе ВЭ:

плоскости простого сдвига расположены перпендикулярно оси заготовки, а не под острым углом к ней, как в РКУ;

эквивалентная деформация увеличивается от центра к периферии заготовки;

имеются вихревые движения металла, приводящие к его интенсивному пе ремешиванию в объеме образца.

Указанные особенности обусловлены различием в схемах приложения нагруз ки от инструмента к деформируемому образцу. При РКУ наибольшие контактные давления возникают в угловых участках контейнера, благодаря чему происходит резкое изменение направления потока металла. При ВЭ максимальные контакт ные давления возникают на так называемых «активных участках» (АУ) канала матрицы, что вызывает закручивание и выпрямление потока (соответственно в начале и конце винтового участка). Распределение АУ зависит от ортогонального сечения канала матрицы. Таким образом, ортогональный профиль канала является мощным фактором управления потоками металла при ВЭ.

Наличие управляемых вихревых потоков при ВЭ придает ей дополнительные возможности:

для выравнивания структуры и свойств по объему образца;

для ослабления нежелательной текстуры;

для интенсивного дробления и перераспределения по объему хрупких вклю чений;

для интенсификации процессов уплотнения и консолидации порошков.

В работе анализируются два метода интенсификации перемешивания материа ла при ВЭ. Первый основан на реверсировании потока путем последовательного применения винтовых матриц левой и правой закрутки. Второй метод базируется на применении, совместно с ВЭ, нового процесса - уширяющей экструзии.

Формирование структуры и физико-механических свойств материалов под давлением ВНУТРЕННЕЕ ТРЕНИЕ И ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В СПЛАВАХ НА ОСНОВЕ ЦИНК–АЛЮМИНИЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СТЕПЕНИ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ Скворцов А.И.1, Агапов А.И.1, Кондратов В. М.2, Шишкин В.М. Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина НАН Украины, Донецк, Украина, e-mail: efros@hpress.fti.ac.donetsk.ua Вятский государственный университет, Киров, Россия, e-mail: scvortsov@vgu.ru Демпфирующую способность сплавов цинк–алюминий можно увеличить пла стической деформацией [1].

В настоящей работе изучали влияние пластической деформации при темпера турах выше температуры монотектоидного превращения на амплитудную зави симость внутреннего трения и другие свойства сплавов на основе цинк алюминий.

Деформацию сплавов проводили методом гидроэкструзии при 320–350°С с по следующим охлаждением в воде. Амплитудную зависимость внутреннего трения (демпфирующую способность) изучали методом затухающих крутильных колеба ний.

На основании анализа результатов исследований выявлена тенденция увеличе ния демпфирующей способности сплавов с повышением степени пластической деформации. При этом относительное увеличение демпфирующей способности сплавов немонотектоидного состава выше, чем сплава монотектоидного состава.

Изучение структуры сплавов методом электронной микроскопии показало, что повышение степени пластической деформации ведет к увеличению доли пластин чатой структуры, состоящей иэ альфа-бетта-монотектоида. Это позволяет объяс нить увеличение демпфирующей способности сплавов ростом при пластической деформации площади поверхности между фазовыми составляющими.

Повышение степени пластической деформации сплавов на основе цинк алюминий, приводящее к увеличению доли остаточной высокотемпературной альфа-фазы, сопровождается снижением демпфирующей способности сплавов.

Однако в ряде сплавов это снижение компенсируется повышением демпфирую щей способности вследствие увеличения площади поверхности между фазовыми составляющими.

В сплаве монотектоидного состава и сплавах немонотектоидного состава с бо лее высоким содержанием алюминия увеличение степени тетрагональности бетта фазы, определенное методом рентгеноструктурного анализа, соответствует уве личению демпфирующей способности.

Старением некоторых сплавов, подвергнутых гидроэкструзии и последующему охлаждению в воде, можно увеличить демпфирующую способность за счет моно тектоидного распада остаточной высокотемпературной альфа-фазы.

1. Tagamai M., Ohtani T., Usami T. Effects of heat treatment, contents of Cu and Mg, and rolling reduction on the damping capasiti and mechanical properties of Zn–22%Al alloys // Journal of the Japan Institute of Light Metals. 1988. V. 38. H. 107–113.

Формирование структуры и физико-механических свойств материалов под давлением ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КОЛИЧЕСТВА ЦИКЛОВ РАВНОКАНАЛЬНОГО УГЛОВОГО ПРЕССОВАНИЯ НА СКОРОСТНУЮ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ТИТАНА ВТ1- Коршунов А.И., Ведерникова И.И., Поляков Л.В., Смоляков А.А., Кравченко Т.Н., Коротченкова И.И.

ФГУП «Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно исследовательский институт экспериментальной физики», Саров, Россия, e-mail: korshun1@sar.ru Процесс равноканального углового прессования (РКУП) получил широкое применение как один из методов производства материалов с мелкодисперсным зерном, и как следствие, с уникальными механическими свойствами [1,2]. В рабо те представлены результаты исследования механических свойств при растяжении титана ВТ1-0, подвергнутого РКУП по маршруту BC. Прессованию подвергались заготовки квадратного сечения со стороной квадрата 8 мм.

Испытания на растяжение выполнялись при статическом нагружении при из менении скорости деформации на три порядка (от 10–5 до 10–2 с–1). Исследования проводились для материала в исходном состоянии, а также после 1, 4 и 8 прохо дов. Определялись все стандартные механические характеристики с построением условных и истинных диаграмм деформирования.

Для титана ВТ1-0 существует скоростная чувствительность всех исследуемых механических характеристик. В исходном состоянии при повышении скорости наблюдается уменьшение прочностных характеристик и увеличение характери стик пластичности, после 1, 4 и 8 проходов наблюдается увеличение прочностных и уменьшение пластических свойств с ростом скорости деформации. После 8-го прохода скоростная зависимость характеристик прочности и относительного уд линения особо значима в интервале скоростей 10–5–10–3 с–1, где прочность изме няется в 2 раза, а удлинение – в 3 раза.

Для оценки скоростной чувствительности исследуемого материала использо вался коэффициент скоростной чувствительности [3]:

lg(i 2 i1 ) m=, lg( 2 1 ) где 2 1 скорости деформации, i2 i1 соответствующие этим скоростям истинные напряжения для одной и той же истинной деформации.

Установлено, что для исследуемого материала с увеличением количества цик лов РКУП и степени деформации коэффициент скоростной чувствительности возрастает.

1. Р.З.Валиев, И.В.Александров. Наноструктурные материалы, полученные ин тенсивной пластической деформацией.– М.: Логос, 2000.– 272 с.

2. Nizovtsev P.N., Smolyakov A.A., Solovyev V.P., Korshunov A.I., Poliakov L.V.

Macromodeling of Equal-Channel Angular Pressing (ECAP) of Tough-Pitch Copper.

International conference on novel composite materials “Nanocomposites-2004”, Sochi, Russia, September 27 – October 01, 2004.

3. Кайбышев О.А. Сверхпластичность промышленных сплавов. М.: Метал лургия, 1984.– 264 с.

Формирование структуры и физико-механических свойств материалов под давлением МИКРОСКОПИЯ «КАРЛ ЦЕЙСС» ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ И ДИАГНОСТИКИ ИЗДЕЛИЙ Верцанова Е.В.

ООО «Карл Цейсс», e-mail: vertsanova@zeiss.ua Для решения задач материаловедения компания «Карл Цейсс» предлагает пря мые и инвертированные микроскопы отраженного света, поляризационные и сте реомикроскопы последнего поколения.

Инвертированный микроскоп рабочего класса Axiovert 40 MAT разработан для рутинных работ и лабораторных исследований в промышленных и научных центрах. Его отличительными особенностями являются малогабаритность и ус тойчивость конструкции, а также реализация новых методов контрастирования с помощью объективов высокого качества изображения и разрешения.

Axiovert 200 MAT – новый исследовательский инвертированный микроскоп отраженного света с опцией проходящего света для универсального использова ния во всех областях индустриальной микроскопии. Объективы с увеличением от 1.25 до 150 и применение системы дополнительного увеличения Optovar 1–2. гарантируют работу в соответствии с требованиями отечественных и зарубежных стандартов.

Для исследования поверхностей со структурами, изменяющими состояние по ляризации света при отражении (например, структурных зерен в пробах руды) применяется поляризационный микроскоп Axioskop 40 A Pol. Он используется для исследования и разработки материалов практически во всех отраслях про мышленности: минералогии, геологии, металлургии, производстве полимеров и керамики.

Для наблюдения объемных объектов в рутинных работах и массовых исследо ваниях удобными и эффективными являются компактные стереомикроскопы се рии Stemi 2000/2000 С с плавной сменой увеличения 1:7,7, различными типами осветителей (оптоволоконные жесткие и гибкие, галогенные, круговые, люминес центные) и стоек (прямые с основаниями различных размеров, универсальные для работы в падающем и проходящем свете, для крепления к стенке с плавным пово ротом и изменением угла наклона оптической головки).

Все микроскопы «Карл Цейсс» приспособлены для документирования, обра ботки и анализа изображения. Компания «Карл Цейсс» предлагает широкий спектр черно-белых и цветных камер серии AxioCam, которые максимально точ но передают изображение с микроскопа в компьютер. Управление цифровыми камерами AxioCam обеспечивает программа обработки и анализа изображения AxioVision 4. Также она позволяет проводить операции обработки, анализа, архи вации изображений, создавать галереи изображений, отчетов и презентаций.

Для того чтобы ориентироваться в широком спектре микроскопов и средств для документирования и анализа изображений при комплектации исследователь ской или диагностической лаборатории, необходимо точно определить цели и за дачи контроля, используемые методы, технологию анализа, производительность труда. Это позволит Вам наиболее оптимально подобрать приборы, удовлетво ряющие требованиям цены и качества. Специалисты украинской дочерней фирмы «Карл Цейсс» всегда рады оказать информационную, консультационную и мето дическую помощь украинским специалистам при выборе микроскопов в соответ ствии с решаемыми задачами.

Физические свойства твердых тел под давлением ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СУЛЬФИДА КАДМИЯ ПРИ ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЯХ МЕТОДОМ ИМПЕДАНСНОЙ СПЕКТРОСКОПИИ Кандрина Ю.А., Бабушкин А.Н.

Уральский государственный университет, Екатеринбург, Россия, e-mail: yulia_kandrina@mail.ru Для исследования электрофизических характеристик различных систем приме няют импедансную спектроскопию. Этим методом измеряют полное сопротивле ние системы в широком интервале частот переменного тока. При высоких давле ниях вещества претерпевают структурные превращения, радикально изменяются их электронные структуры. Применение метода импедансной спектроскопии мо жет дать новую информацию о динамике превращений при высоких давлениях.

Анализ годографов импеданса дает возможность получить данные о вкладах в полное сопротивление составляющих системы – объема, поверхности, межфаз ных границ, разных фаз и т.п.

Цель работы – применение метода импедансной спектроскопии для исследова ния электрофизических свойств сульфида кадмия при давлениях 20–50 ГПа.

Для генерации давлений использовали камеры высокого давления с алмазными наковальнями типа закругленный конус–плоскость, изготовленными из синтети ческих поликристаллических алмазов «карбонадо».

Были построены и исследованы графики годографов импеданса при разных давлениях. Годографы состоят из высоко- и низкочастотной частей. Из высоко частотной полуокружности годографа оценили, что геометрическая емкость и ди электрическая проницаемость изменяются с давлением с особенностями при 35–40 ГПа. Центры окружностей дуг сдвинуты вниз или лежат на оси. Из годо графов импеданса видно, что с увеличением давления сопротивление уменьшает ся. С ростом давления радиусы дуг годографов уменьшаются, при снижении дав ления – увеличиваются.

Реальная часть импеданса CdS при разных значениях частот (от 100 до 10 кГц) с ростом давления уменьшается(с особенностями при давлениях 30–35 ГПа), при снижении давления – увеличивается. Тангенс угла диэлектрических потерь образца с повышением давления при разных значениях частот увеличивается, а с пониже нием давления при высоких частотах – увеличивается, при частотах 16–10 кГц – практически не изменяется, при 10–0.5 кГц – уменьшается.

Из измерений на постоянном токе известно, что при давлениях 29–31 ГПа в CdS происходит перестройка электронной структуры, являющаяся причиной су ществования максимума сопротивления. Обработка CdS давлением приводит к необратимому изменению его оптических и электрофизических характеристик.

Можно заключить, что наши измерения CdS на переменном токе коррелируют с измерениями на постоянном токе. Наблюдаемые особенности спектров импе данса экспериментальной ячейки связаны, вероятно, с фазовым переходом в CdS.

Работа выполнена при частичной поддержке фонда CRDF, грант Ek-005-00-X в рамках Уральского НОЦ «Перспективные материалы№.

Физические свойства твердых тел под давлением КРИСТАЛЛОСТРУКТУРНОЕ СОСТОЯНИЕ СПЛАВОВ Mn1+xSb, В ТОМ ЧИСЛЕ ПОДВЕРГНУТЫХ ТЕРМОБАРИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ Рыжковский В.М., Гончаров В.С.

Объединенный Институт физики твердого тела и полупроводников НАН Беларуси, Минск, Беларусь, e-mail: ryzhkov@ifttp.bas-net.by Из фазовой диаграммы состояния [1] следует, что в системе Mn – Sb сущест вуют два соединения: MnSb и Mn2Sb. Недавно с использованием термобарическо го синтеза в системе было получено новое соединение Mn3Sb [2, 3]. Известно, что антимонид MnSb имеет широкую область гомогенности с гексагональной струк турой типа NiAs, что позволяет рассматривать сплавы Mn1+xSb как фазы перемен ного состава.

В настоящей работе исследовано кристаллоструктурное состояние сплавов Mn1+xSb, в том числе подвергнутых термобарической обработке, при увеличении концентрации Mn вплоть до состава соединения Mn2Sb.

Исходные сплавы Mn1+xSb (0 x 1) были получены методом прямого сплав ления исходных компонентов в вакуумированных кварцевых ампулах. Рентгено графически установлено, что однофазные образцы Mn1+xSb с гексагональной кри сталлической структурой образуются до состава с x = 0.4 включительно. Парамет ры решетки изменяются от a = 4.14, c = 5.78 для сплава MnSb до a = 4.23, c = 5.72 для сплава Mn1.4Sb. Дальнейшее повышение содержания марганца в сплавах приводит к появлению в образцах тетрагональной фазы Mn2Sb, количест во которой увеличивается с ростом содержания марганца при одновременном уменьшении количества гексагональной фазы. Соединение Mn2Sb при нормаль ных условиях имеет тетрагональную кристаллическую структуру типа Cu2Sb с параметрами решетки a = 4.08, c = 6.55 и содержит небольшую примесь гек сагональной фазы.

Воздействие высокого давления P = 80 кбар и температуры T = 2000 C в тече ние 5 мин с последующей закалкой расширяет область однофазности сплавов с гексагональной структурой до состава Mn1,5Sb. Термобарическая обработка об разцов составов с x 0,5 приводит к трансформации их структурного состояния.

В образцах наряду с гексагональной появляется кубическая фаза Mn3Sb, количе ство которой увеличивается при приближении концентрации к x = 1.0. Подверг нутый термобарической обработке образец соединения Mn2Sb находится в двух фазном кристаллоструктурном состоянии и состоит из гексагональной и кубиче ской фаз [4].

1. М. Хансен, К. Андерко, Структуры двойных сплавов Т. 2. М.: Металлургиз дат. (1962).

2. В.С. Гончаров, В.М. Рыжковский, Неорганические материалы, т. 41, № 5, (2005).

3. T. Yamashita, H. Takizawa, T. Sasaki, K. Uheda, T. Endo, J. All. Comp. 348, (2003).

4. В.М. Рыжковский, В.С. Гончаров, С.Е. Кичанов, Д.П. Козленко, Б.Н. Савен ко, Труды Межд. научн. конф. «Актуальные проблемы физики твердого тела», Минск, т. 1, 120 (2005).

Физические свойства твердых тел под давлением ОТРИЦАТЕЛЬНАЯ АКУСТИЧЕСКАЯ РЕФРАКЦИЯ, ИНДУЦИРОВАННАЯ ОДНООСНЫМ ДАВЛЕНИЕМ В МАГНИТНЫХ КРИСТАЛЛАХ Лаптева Т.В., Тарасенко О.С., Тарасенко С.В., Юрченко В.М.

Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина НАН Украины, Донецк, Украина Известно, что упругую динамику пространственно однородной магнитной сре ды можно описать с помощью набора эффективных упругих модулей, часть кото рых обладает временной дисперсией. В такой гипотетической упругой среде в за висимости от частоты распространяющейся упругой волны величина отдельных эффективных упругих модулей может не только изменяться от нуля до бесконеч ности, но и становиться отрицательной. В рамках этого подхода в данной работе проанализированы особенности преломления объемной упругой SH-волны, па дающей на поверхность полуограниченного одноосного магнетика из немагнит ной среды, при наличии одноосного давления, приложенного в плоскости падения волны. Определены условия, при которых имеет место эффект отрицательной акустической рефракции (групповые скорости падающей и преломленной упру гих волн лежат по одну сторону от нормали к границе раздела сред (то есть, тан генциальные компоненты групповой скорости падающей и преломленной волн имеют различные знаки)). Показано, что для заданных параметров немагнитной среды существует критическое значение давления, выше которого эффект отрица тельной рефракции сдвиговой объемной SH-волны возможен при любом угле ее падения на внешнюю поверхность полуограниченного одноосного магнетика.

Выяснены особенности реализации указанного эффекта в условиях комбиниро ванного воздействия одноосного давления и постоянного внешнего магнитного поля.

Физические свойства твердых тел под давлением ОСОБЕННОСТИ ПОВЕДЕНИЯ ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ В ОБРАЗЦАХ ЖЕЛЕЗНОЙ ПРОВОЛОКИ, ПОЛУЧЕННОЙ МЕТОДАМИ МНОГОПЕРЕХОДНОЙ ПАКЕТНОЙ ГИДРОЭКСТРУЗИИ И ВОЛОЧЕНИЯ Дацко О.И., Матросов Н.И., Шевченко Б.А.

Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина НАН Украины, Донецк, Украина, e-mail: dmitrenko_v@ukr.net Работа посвящена исследованию влияния характера волокнистого строения ма териала проволочного образца на поведение уровня амплитуднозависимого внут реннего трения (АЗВТ) или микропластичности материала на стадии появления, движения и взаимодействия со стопорами новых подвижных дислокаций.

Волокнистое строение материала образцов создавали проволочные элементы из армко-железа, заключенные в оболочку из меди. Изменение характера волок нистого строения материала достигалось использованием образцов из проволоки 1, 2, 3, 4, отобранных с четырех последовательных технологических этапов ее по лучения методами интенсивной пластической деформации. Соответственно об разцы имели число проволочных элементов N – 1;

211;

2112;

2113 и степенью ин тегральной деформации lnR.

Кроме этого использовались образцы, материал которых вначале находился в исходном деформированном состоянии, а затем в отожженном (после нагрева до 300С).

Применялась низкочастотная установка внутреннего трения типа обратный крутильный маятник с частотой колебаний 1 Гц. АЗВТ определялось как как при постепенном увеличении, так и при последующем уменьшении амплитуды де формации в интервале = 210–5–80·10–5. Вначале исследовался деформирован ный, исходный образец, а затем отожженный.

Результаты исследований показали, что кинетики поведения уровня АЗВТ в образцах 1, 2, 3, 4 (как деформированных, так и отожженных) обнаруживают раз личный характер. Наиболее сильно отличаются кинетики поведения уровня АЗВТ в образце 2 относительно кинетик, наблюдаемых в образцах 1, 3, 4 (особенно в образце 1). Здесь имеют место следующие особенности: более резкий и значи тельный уровень АЗВТ, в деформированном и отожженном материале, наилучшее торможение роста уровня АЗВТ (в сравнении с образцом 1);

которое выражено слабо (в сравнении с образцами 3 и 4);

наличие слабо выраженного гистерезиса (в сравнении с образцами 1 и 4);

наличие монотонного уменьшения уровня внутрен него трения с ростом амплитуды деформации в результате отжига деформирован ного материала (в сравнении с образцами 1, 3 и 4).

Полученные результаты свидетельствуют о том, что используемые условия ин тенсивной пластической деформации приводят к разупрочнению материала, по вышению уровня его микропластичности, а последующий отжиг обусловливает упрочнение материала, понижение уровня его микропластичности. Наибольший эффект имеет место в образце 2. В образцах 3 и 4 он меньше, несмотря на более высокую степень пластической деформации материала.

Наблюдаемые особенности кинетики поведения уровня АЗВТ в образце 2 наи более вероятно связаны с первоначальным появлением в материале образца про волоки границ волокон, которые более активно играют роль дополнительных препятствий их движению в используемых условиях микропластической дефор мации материала ( = 210–5–80·10–5) в сравнении с образцами 3 и 4.

Физические свойства твердых тел под давлением ОДНОСТЕННЫЕ УГЛЕРОДНЫЕ НАНОТРУБКИ РАЗНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ПРИ ДАВЛЕНИЯХ ДО 50 ГПа:

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Нарыгина О.В.1, Трубников И.А.1, Бабушкин А.Н.1, Волкова Я.Ю.1, Образцова Е.Д. Уральский государственный университет, Екатеринбург, Россия, e-mails: olga.narygina@mail.ru, triland@yandex.ru, alexey.babushkin@usu.ru, yana.volkova@usu.ru Институт общей физики РАН, Москва, Россия, e-mail: elobr@mail.ru Благодаря своим необычным механическим и электрическим свойствам, от крывающим широкие перспективы прикладного использования, одностенные уг леродные нанотрубки (ОУНТ) по-прежнему являются одним из основных объек тов исследования современной физики.

Нами проведено исследование влияния процентного содержания ОУНТ в об разце на характер поведения его электрических характеристик при давлениях 22–50 GPa в интервале температур 100–400 К.

Для изучения электрических свойств образцов ОУНТ в условиях давлений до 50GPa использовалась камера высокого давления (КВД) с наковальнями, изготов ленными из синтетических поликристаллических алмазов «карбонадо»;

их сопро тивление не зависит от давления и температуры.

Исследованы образцы ОУНТ трех типов: полученные методом термического распыления графита (содержание ОУНТ ~ 40%), методом осаждения из газовой фазы (содержание ОУНТ 80%) и методом HiPco (содержание ОУНТ ~ 90%).

Обнаружены общие закономерности в поведении электрических характеристик образцов разной степени очистки. Так в результате сжатия сопротивление образ цов во всех трех случаях увеличивается примерно в два раза;

вблизи одних и тех же давлений возникают особенности на барических зависимостях активационной энергии. Необходимо отметить, что наблюдаемые изменения электрических ха рактеристик носят необратимый характер.

Результаты проведенных исследований показали, что процентное содержание ОУНТ в образце, несомненно, влияет на характер изменения его электрических свойств под действием высоких давлений. Причем, чем чище образец, тем более детально можно проследить эти изменения.

Физические свойства твердых тел под давлением СИНТЕЗ И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТВЕРДОГО РАСТВОРА Ni0.85Sc0.15MnO3 СО СТРУКТУРОЙ ИЛЬМЕНИТА Лобановский Л.С.

Объединенный институт физики твердого тела и полупроводников НАН Беларуси, Минск, Беларусь, e-mail: lobanov@ifttp.bas-net.by Из оксидов соответствующих элементов проведен синтез твердого раствора Ni0.85Sc0.15MnO3 со структурой ильменита. Синтез проводился при одновременном воздействии высокого давления (5 ГПа) и температуры (1450 К) в никелевых кап сулах в контейнере высоких давления с графитовым нагревателем.

Полнопрофильный анализ рентгенограммы (рис. 1), проведенный по методу Ритвелда, показал наличие структуры ильменита с ромбоэдрически искаженной элементарной ячейкой с параметрами a = b = 4.920 и с = 13.694. Наличие ио нов скандия слегка увеличивало объем элементарной ячейки относительно исход ного соединения NiMnO3 [1, 2]. Такое поведение элементарной ячейки можно ин терпретировать, учитывая, что ионный радиус Sc3+ несколько больше ионного ра диуса Ni2+, а радиус Mn3+, образующийся при замещении никеля скандием, боль ше радиуса Mn4+.

290 K 6000 Intensity, cm 3000 Ni0.85Sc0.15MnO 2000 * * * 0 150 200 250 300 20 30 40 50 60 2, ° T, (K) Рис. 1. Рентгенограмма твердого раствора Рис. 2. Температурная зависимость удель Ni0.85Sc0.15MnO3: • – экспериментальные ного электросопротивления твердого рас данные;

–– – теоретическая кривая твора Ni0.85Sc0.15MnO Магнитные свойства, измеренные в широких температурном и полевом интер валах, указывают на ферримагнитное упорядочение магнитных моментов ионов марганца и никеля. Максимальная величина удельной намагниченности, измерен ная нами в поле 15 кЭ, составляла 0.3 магнетона Бора, что несколько ниже об наруженной в родительском NiMnO3 [1,2].

Электрические свойства измерялись в температурном интервале от 120 до 350 К (рис. 2). Установлено, что во всем исследованном температурном интервале твер дый раствор является полупроводником с энергией активации 0.2 эВ.

Поведение магнитных и электрических свойств указывает на некоторое отли чие в формировании магнитных и электрических свойств в исследованном твер дом растворе и оксидах со структурой перовскита, вероятно, связанных с наличи ем магнитных фрустраций в Ni0.85Sc0.15MnO3.

1. T.J. Swoboda, R.C. Toole and J.D. Vaughan. J. Phys. Chem. Solids 5, 293 (1958).


2. I.O. Troyanchuk, V.N. Derkachenko, E.F. Shapovalova. Cryst. Res. Technol. 27, 593 (1992).

Физические свойства твердых тел под давлением ЭФФЕКТ МАГНИТОСОПРОТИВЛЕНИЯ В ВТСП-КОМПОЗИТАХ, ПОЛУЧЕННЫХ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ДАВЛЕНИЯХ Каланда Н.А., Гурский Л.И., Янушкевич К.И., Шишонок Н.А., Колесова И.М.

ГНУ Объединенный институт физики твердого тела и полупроводников НАН Беларуси, Минск, Беларусь, e-mail: kalanda@ifttp.bas-net.by Большое значение для электроники имеет разработка и создание слабых джо зефсоновских контактов в ВТСП материалах, чувствительных к влиянию внеш них магнитных полей. Наиболее перспективными являются композиты, изготав ливающиеся по технологии быстрого спекания, позволяющей реализовать в об разце сеть слабых связей с атомарно резкими границами. Однако двухфазные композиты, полученные в режиме кратковременного спекания, обладают низкой (Jc 300 А/см2) токонесущей способностью и механической прочностью. Поэто му проведение исследований на композитах составов Bi2Sr2Ca2Cu3O10 + y + zCuO полученных как в результате кратковременного отжига, так и под давлением яв ляется актуальным. Выбор CuO в качестве слабой связи не случаен и основан на отсутствии химического взаимодействия между инредиентами. При рассмотрении оксида меди в качестве слабой связи в композите в температурном интервале 77– 100 К, его можно отнести к диэлектрику, так как CuO является слабовыраженным полупроводником и его (CuO) на 15–20 порядков выше, чем (Bi2Sr2Ca2Cu3O10 + y). Композит Bi2Sr2Ca2Cu3O10 + y + zCuO, где z принимает значения 0.3, 0.7, 0.12, 0.20, синтезирован в интервале температур 1090–1120 К в течение tсин = 25–10 ми нут (А), а также спрессован под давлением 30–50 кбар (В). При рассмотрении по литермических зависимостей (Т = 300–77 К) удельного электросопротивления, измеренного при плотности тока J = 0.1 А/см2, установлено, что образцы А и В имеют металлический тип проводимости. Ход зависимости = (Т) при Т=0 Т Тс имеет перегиб, размер и расположение которого определяется J и незначительно z. Следует указать, что для образцов В значения J в 15–20 раз выше по сравнению с А, а зависимость = (Т) наиболее чувствительна к J при Т = 0 ~ Т. Для обоих образцов А и В значения J влияют на Т и практически не влияют на Тс.

При изучении = (Т) в магнитном поле H, которое прикладывалось перпен дикулярно направлению тока, установлена высокая чувствительность Т компо зитов А к относительно слабым магнитным полям (H ~ 0.39 Тл) и особенно при температурах вблизи Т = 0 ~ Т. В этом случае резистивная зависимость (Т) пере хода образцов в сверхпроводящее состояние при Т = 0 Т Тс разбивается на два участка, зависящих от величин H и J. Можно предположить, что первый перегиб обусловлен разрушением фазовой когерентности между сверхпроводящими гра ницами сверхпроводящих зерен, приводя к проскальзыванию фазы на 2 и появ лению разности потенциалов на слабой связи, а второй обусловлен температурой начала плавления решетки абрикосовских вихрей. При рассмотрении композита В ход зависимости = (Т) при малых плотностях тока J = 0.1 А/см2 не чувствителен к внешним магнитным полям H 0.5 Тл), и только при увеличении J до 200 А/см наблюдается появление «хвоста» вблизи температуры перехода в сверхпроводя щее состояние. Полученные характеристики композита В указывают на необхо димость проведения дальнейших работ по увеличению величины магнитосопро тивления.

Физические свойства твердых тел под давлением ТОЧЕЧНЫЕ ДЕФЕКТЫ ЗАМЕЩЕНИЯ В ВОЛОКНИСТОМ НАНОКОМПОЗИТЕ Орел С.М.

Донецкий физико-технический институт им. А.А.Галкина НАН Украины, Донецк, Украина, e-mail: orels@mail.ru Волокнистые композиты имеют большое практическое значение, так как могут иметь, например, высокую электропроводность в сочетании с механической прочностью. В формировании механических и физических свойств нанокомпози тов существенную роль играют размерные эффекты, что проявляется, в частно сти, в характере деформационного упрочнения. Аномальное поведение упругих свойств волокнистого композита наблюдалось при достижении диаметров воло кон ~ 10 нм.

При описании таких материалов нельзя пренебречь взаимодействием между составляющими композит компонентами, которое может давать существенный вклад в формирование его упругих свойств. В процессе изготовления материал подвергается значительным деформациям, что обусловливает появление внутрен них напряжений, а значит и увеличение упругой энергии. Целью работы является расчет упругой энергии композита и определение возможности ее понижения за счет образования точечных дефектов замещения. Для описания упругих свойств используется модельный потенциал взаимодействия, соответствующий случаю низких температур. Вклад в энергию нулевых колебаний не рассматривается.

Волокнистый нанокомпозит представляет собой структуру с периодическим расположением волокон. В качестве веществ, составляющих композит, были вы браны металлы с объемно центрированной кубической решеткой, постоянные ко торых отличаются незначительно. Такой композит обладает трансляционной симметрией. Элементарная ячейка получается заменой части атомов вещества матрицы атомами включения. Рассчитаны зависимости изменения энергии при различных положениях атома замещения или вакансии. Показано, что образова ние вакансий на месте атомов границы раздела между матрицей и волокном при водит к понижению энергии. Это указывает на неустойчивость «идеального» на нокомпозита, поскольку выигрыш в энергии, обусловленный появлением вакан сии, оказывается достаточно большим. Наличие вакансии или атома замещения вдали от границы раздела, как правило, энергетически невыгодно, несмотря на то, что, замещение атома волокна меньшим по размеру атомом матрицы приводит к понижению энергии композита независимо от положения дефекта. Однако мини мум этой энергии достигается только при замещении приграничного атома.

Рассмотрены различные сочетания положений двух точечных дефектов. В не которых случаях не удалось определить равновесное состояние нанокомпозита. В частности, было обнаружено сильное возмущение структуры при замещении двух атомов внутри волокна на вакансию и атом матрицы.

Результаты расчетов свидетельствуют в пользу того, что граница раздела двух наночастиц не может быть бездефектной: в приграничных областях этих частиц энергетически выгодно, по крайней мере, образование вакансий. Состояние гра ниц между волокнами и матрицей влияет на упругие свойства композиционного материала. Это влияние тем больше, чем меньше размеры волокон.

Физические свойства твердых тел под давлением КРИТЕРИЙ ОБРАЗОВАНИЯ НОВЫХ СОСТОЯНИЙ В УСЛОВИЯХ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ. КРИСТАЛЛЫ ИНЕРТНЫХ ГАЗОВ Горбенко Е.Е.1,2, Троицкая Е.П.2, Чабаненко В.В. Луганский национальный педагогический университет имени Т. Шевченко, Луганск, Украина, e-mail: e_g81@mail.ru Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина НАН Украины, Донецк, Украина На базе модифицированного авторами метода Хартри-Фока [1,2] исследовано поведение ширины запрещенной щели и энергетических зон сжатого кристалла изолятора. Энергия зоны проводимости в центрах граней зоны Бриллюэна при уве личении сжатия сначала растет, а затем резко падает, что приводит к схлопыванию запрещенной щели и переходу изолятор-металл (ИМ). Предлагается критерий и модель механизма перехода, трактуемого как переход 2 рода. На основании неэм перических расчетов валентных зон и зон проводимости под давлением сделаны предсказания сжатия и давления ИМ-перехода в неоне. Предложена упрощенная модель, пригодная для расчета металлизации более сложных кристаллов [3].

На основе теории конечных деформаций и рассчитанного из первых принципов адиабатического потенциала получено неэмпирическое уравнение состояния кри сталла и рассчитаны упругие постоянные, ответственные за распространение зву ка в сильно сжатых кристаллах инертных газов. Для расчета адиабатического по тенциала использовался базис локализованных функций с точной ортогонализа цией их друг к другу и кластерным разложением для ортогонализующей матрицы.

Предложенное уравнение состояния и упругих постоянных не содержат экспери ментально определяемых параметров в наиболее существенной части, соответст вующей короткодействующему отталкиванию. Как показали расчеты, упругий модуль В33 ксенона с повышением сжатия уменьшается до нуля в области сжатия V/V0, равного 0.7. Это говорит о необходимости фазового перехода в ксеноне под давлением, который действительно был экспериментально обнаружен при р = 0.75. Эксперимент подтверждает выполнение соотношения Коши в криптоне, что указывает на центральный характер межатомного взаимодействия в этом кри сталле [4].

В рамках модели К.Б.Толпыго и ее модификаций представлены «первоприн ципные» исследования динамики решетки кристаллов инертных газов в широком интервале давления с учетом неадиабатических эффектов [5]. Рассчитываются фононные частоты при р 0 всего ряда Ne–Xe. Исследование роли различных взаимодействий показало, что разница в моделях наиболее заметна на границе зо ны Бриллюэна. При больших сжатиях фононный спектр в направлении дефор мируется, происходит «размягчение» продольной моды за счет электрон фононного взаимодействия [6,7].

1. Ю.В. Еремейченкова, Е.В. Зароченцев, Е.П. Троицкая. ТМФ 106, 3, 498 (1996).

2. В.Г. Барьяхтар, Е.В. Зароченцев, Е.П. Троицкая, Ю.В. Еремейченкова. ФТТ 40, 8, 1434 (1998).

3. Е.В. Зароченцев, Е.П. Троицкая. ФТТ 44, 7, 1309 (2002).

4. Е.В. Зароченцев, Е.П. Троицкая, В.В. Чабаненко. ФТТ 46, 2, 245 (2004).

5. Е.В. Зароченцев, Е.П. Троицкая, В.В. Чабаненко. ФТВД 13, 4, 7 (2003).

6. Е.П. Троицкая, В.В. Чабаненко, Е.Е. Горбенко. ФТТ 47, 9, 1683 (2005).

7. Е.П. Троицкая, В.В. абаненко, Е.Е. Горбенко. ФТТ 48, 4, 695 (2006).

Физические свойства твердых тел под давлением MAGNETIC RESONANCE OF SUPERPARAMAGNETIC (LaSr)MnO NANOPARTICLES Marchenko A.I.2, Krivoruchko V.N.1, Prokhorov A.A.1, Danilenko I.A. Donetsk Physics&Technology Institute named after A. Galkin, NAS of Ukraine, Donetsk, Ukraine Luhansk Taras Shevchenko NPU, 2a Oboronnaya Str., Luhansk, Ukraine Microwave absorption of ensembles of nanoparticles La0.7Sr0.3MnO3 (12 nm and 100–200 nm) has been investigated over a wide temperature range (5 K T 300 K).


Powder of nanoparticles was formed by co-precipitation method [1].

The experimental data of electron paramagnetic resonance spectra of 12 nm particles are shown in fig. (circles). At 300K we observe a relatively narrow sharp line at geff 2. As the temperature decreases, the resonance spectra reveal a considerable broadening and shifting of the resonance field toward lower value, which is typical for superparamagnetic resonance.

The results obtained can be described based on a resent theoretical formalism [2,3]. Namely, the nanoparticles are considered as single domains with random orientation of anisotropic axis. The lineshape function is derived from damped precession equation of Landau-Lifshitz.

Appropriate expressions take into account the averaging of the fluctuations of magnetic moments orientation with respect to the magnetic field and to the magnetic anisotropy axis.

The results of our theoretical modeling are also shown in fig. (solid line).

The electron paramagnetic resonance spectrum of 100–200 nm particles at room temperatures shows line with asymmetric wings, which is typical for the magnetic resonance in magnetic metals (the so-called Dyson lineshape). Temperature dependence peculiarities of the apparent resonance field and the linewidth of spectra are similar to those obtained for particles with size 12 nm.

A single sets of parameters provided a good fit to the spectra recorded at different temperatures for both 12 nm and 100–200 nm particles.

The results obtained are of great relevance for spin-electronics devices based on exploration of the nano-scale magnetism of manganites and their half-metallic features.

5K Derivation of absorption 61K Fig. Experimental (circles) and theoretical (line) magnetic 127K resonance spectrum for 12 nm nanoparticles La0.7Sr0.3MnO3 at 210K different temperatures 271K 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1. B, T 1. V. Krivoruchko, T. Konstantinova, A. Mazur, A. Prokhorov, V. Varyukhin, J. Magn. Magn. Mater. 300, e122 (2006).

2. Berger R, Kliava J, Bissey J.-C., Phys.: Condens. Matter 10, 8559 (1998).

3. R. Berger, J.-C. Bissey, J. Kliava, J. Phys.: Condens. Matter. 12, 9347 (2000).

Физические свойства твердых тел под давлением О ВЛИЯНИИ ИМПУЛЬСНОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ПЛАСТИЧЕСКУЮ ДЕФОРМАЦИЮ В ФЕРРОМАГНЕТИКАХ Абрамов В.С.1, Бусов В.Л. Донецкий физико-технический институтим. А.А. Галкина НАН Украины, Донецк, Украина Донбасская государственная машиностроительная академия, Краматорск, Украина, e-mail: texmex@dgma.donetsk. ua За последние 10 лет объeм работ, связанных с электро- и магнитопластическим эффектами, возрос до нескольких десятков в год. В тоже время теоретические мо дели, рассматривающие эти эффекты, не учитывают взаимодействие электромаг нитных полей с ядром дислокации, где упругая энергия на единицу длины линии одного порядка с областью хорошего кристалла. В [1] была сделана попытка рас смотреть это влияние в ферромагнетиках с помощью экситонной модели ядра дислокации [2]. В [1] показано, что: 1) определяющим фактором в этом влиянии является градиент поля в пределах скин-слоя;

2) величина амплитуды поля в им pl пульсе H a, при которой начинается пластическая деформация порядка 106– А/m, временная длительность импульса10–4–10–5 c. Однако опыт показывает, что pl величина H a как минимум на один-два порядка ниже расчётной [1]. В данной работе рассмотрена магнитная обработка (МО) материала импульсами одной по лярности в результате взаимодействия подвижных стенок магнитных доменов с дислокациями роста кристаллов, с источниками дислокаций типа Франка-Рида.

Показано, что: 1) при МО действуют два фактора : градиент поля в пределах скин-слоя и градиент поля ~ diw1 ( diw1 толщина междоменной стенки) в пределах толщины стенки магнитных доменов. Последний фактор как определяющий по pl зволяет снизить H a приближённо на два-три порядка;

2) получена зависимость средней пластической деформации от подвижности магнитной стенки домена.

Отмечено, что вследствие осциллирующего характера зависимости скорости стенки от амплитуды приложенного поля весь диапазон значений Epl(Ha) можно разбить на чередующиеся полосы повышенной и пониженной и т.д. деформации, что не противоречит эксперименту.

1. В.С. Абрамов, В.Л. Бусов, О влиянии импульсных электрических и магнит ных полей на cпектр структурных уровней деформации, докл. на 4-м межд. меж дисц. симпоз.« Фракталы и прикладная синергетика» (ФИПС-2005), Москва, Рос сия,14–17 ноября 2005 г.

2. V.S. Abramov, V.L. Busov,About electron-hole (exciton) model of dislocation nucleus (рус. Об электронно-дырочной (экситонной) модели ядра дислокации), first post on 2nd International Conference on Materials Science and Condensed Matter Physics September 21–26, 2004, Chisinau, Moldova.

Физические свойства твердых тел под давлением УДЕЛЬНОЕ ЭЛЕКТРОСОПРОТИВЛЕНИЕ И КОЭФФИЦИЕНТ ХОЛЛА n-CdTe В ОБЛАСТИ ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА ПОД ДАВЛЕНИЕМ Моллаев А.Ю., Арсланов Р.К., Алибеков А.Г., Сайпулаева Л.А.

Институт физики Дагестанского научного центра РАН, Махачкала, Россия, e-mail: a.mollaev@mail.ru Фазовые превращения в CdTe достаточно подробно изучены различными ме тодами. В диапазоне давлений 0–10 ГПа было обнаружено два фазовых перехода:

1) при 2.8–3.9 ГПа – цинковая обманка–натрий хлор и 2) при 9–10 ГПа – натрий хлор-белое олово. В работе [1] по рентгеноструктурным исследованиям было по казано, что в области давлений 2.5–4 ГПа ситуация более сложная – имеет место два фазовых перехода: 1) цинковая обманка–киноварь, 2) киноварь–натрий хлор.

В n-CdTe (p = 1.1 Омсм, RH = 810 см2/Кл) впервые при высоком гидростатическом давлении до 6 ГПа од новременно измерены удельное электросопротив ление и коэффициент Холла RH при подъеме (темные точки) и сбросе давления (светлые точки) по методике, описанной в работе [2].

На зависимостях /0(P) (кружки) и RH/RH0(P) (квадратики) в исследуемом диапазоне давлений наблюдаются два четких фазовых перехода: при P = 2.3 ГПа – цинковая обманка–киноварь и при P = 3.8 ГПа – киноварь–натрий хлор. Из рисунка видно, что и RH сначала растут, затем падают на и 4 порядка соответственно. Затем кривые выходят на насыщение. В области насыщения = 3000 Ом– ·см–1 и n = 1021 см–3, что указывает на то, что здесь имеем металлическую проводимость.

На основе собственных экспериментальных данных и представлений о поведе нии в области высоких давлений для гетерофазных структур рассчитаны неко торые характеристические точки и параметры фазового превращения. На основе модели гетерофазная структура–эффективная среда рассчитана динамика измене ния фазового состава с изменением давления.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундамен тальных исследований (Проект №05–02–16608) и подпрограммы №3 Программы Президиума РАН П-09 «Исследование вещества в экстремальных условиях».

1. D.Martinez-Garcia, Y.Le Godec, Mezowar, G.Syfosse, J.P.Itie and J.M.Besson, Phys. Stat. Sol. (b), 211, 461 (1999).

2. А.Ю.Моллаев, Л.А.Сайпулаева, Р.К.Арсланов, С.Ф.Маренкин, ФТВД, 12, №4, 25 (2003).

Физические свойства твердых тел под давлением ЗАВИСИМОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДИОКСИДА ЦИРКОНИЯ ОТ СТАБИЛИЗАЦИИ И РАЗМЕРОВ КРИСТАЛЛИТОВ ПРИ ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЯХ Корионов И.В.1, Трефилова А.Н.1, Бабушкин А.Н.1, Корионова И.Г.1, Шумина Ю.Н.1, Lojkowski W.2, Opalinska A.2, Ульянова Т.М. Уральский государственный университет, Екатеринбург, Россия High Pressure Research Center, Polish Academy of Science, Warsaw, Poland Инситут общей и неорганической химии НАН Беларуси, Минск, Беларусь Размерные эффекты в ультрадисперсных системах привлекают особое внима ние, так как они приводят к новым, необычным для однородных макроскопиче ских тел свойствам, важным с точки зрения практического применения. Пред ставляем результаты исследования электросопротивления диоксида циркония в нано- и поликристаллическом состояниях при давлениях 22–50 ГПа в диапазоне температур 77–450 К с целью установления корреляционных связей между элек трическими свойствами ZrO2, стабилизацией и размерами его кристаллитов в на нокристаллическом состоянии под действием высоких давлений.

Измерения сопротивления по постоянному току проводились в камере высоко го давления с наковальнями типа закругленный конус–плоскость на основе синте тических алмазов «карбонадо» [1].

Измерения были выполнены на порошковых образцах ZrO2. Поликристалличе ские образцы диоксида циркония, стабилизированные иттрием, были синтезиро ваны Daiichi Kigensou Company, Япония (Lot # NEY-5M LO524) [2] и в Институте общей и неорганической химии НАН Беларуси. Нанокристаллические порошки, стабилизированные празеодимом (0.5 мол.%), были синтезированы Центром ис следований при высоких давлениях Польской академии наук. Поликристалличе ские порошки нестабилизированного диоксида циркония были синтезированы в ДонФТИ.

В результате наших исследований установлено, что величина активационной энергии зависит от размеров кристаллитов в нанокристаллическом состоянии и возрастает с уменьшением последнего [3].

Стабилизация диоксида циркония приводит к появлению второго механизма проводимости, проявляющегося во втором активационном процессе в стабилизи рованном ZrO2. При этом нанокристалличность (при размерах ~ 10 нм), наряду со стабилизацией, приводит к появлению третьего активационного процесса, что так же указывает на значительный вклад поверхностных эффектов в электрические свойства нанокерамик.

Обнаружено наличие изменений в электронной структуре данного материала в области 20–47 ГПа, что свидетельствует о существовании структурно-фазового перехода в диоксиде циркония в этом интервале давлений.

Работа выполнена при частичной поддержке грантов RBRF №01-03-96494 и CRDF № REC-005.

1. Babushkin A.N., Kandrina Y.A., Kobeleva O.L., Schkerin S.N., Volkova Y.Y., Publ., Dordrecht-New York-London, 2001, p. 131.

2. Ohtaka O., Fukui H., Kunisada T., Funakashi T., Utsumi W., Irifune T., Kuroda K., Kikegawa T. Physical Review B, 63, 174108, 1 (2000).

3. A.N.Trefilova, I.V. Korionov, A.N. Babushkin, W. Lojkowski, A. Opalinska, Materials Science, 2005.

Физические свойства твердых тел под давлением СПЕКТРОСКОПИЯ ГЛУБОКИХ РЕЗОНАНСНЫХ УРОВНЕЙ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ В УСЛОВИЯХ ВСЕСТОРОННЕГО ДАВЛЕНИЯ Даунов М.И., Моллаев А.Ю., Арсланов Р.К., Габибов С.Ф., Магомедов А.Б.

Институт физики ДагНЦ РАН, Махачкала, Россия, e-mail: a.mollaev@mail.ru Всестороннее давление – уникальное внешнее воздействие, позволяющее опреде лить, являются ли примесные центры мелкими «водородоподобными» или глубоки ми. Близкое положение уровня энергии примесного центра Eпр к краю собственной зоны Eсз – Eсз Eпр E g (Eg – ширина запрещенной зоны) – условие необходимое, но не достаточное, чтобы идентифицировать уровень как мелкий. Энергия глубокого центра практически не зависит от давления [1,2], и с изменением последнего соот ветствующий уровень может то приближаться к краю собственной зоны, то удалять ся от него. «Мелкий» же примесный центр «следит» за краем собственной зоны, т.е. коэффициент давления d Eсз Eпр dP близок к нулю. Особенно актуальны ис следования при высоких давлениях глубоких резонанс ных примесных центров, уровни энергии которых распо ложены на зонном континууме, так как их обнаружение и определение характеристических параметров при атмо сферном давлении затруднительно. При всестороннем давлении до 4 ГПа в аппарате высокого давления типа «плоские наковальни с лункой», с использованием из вестной жидкости метанол–этанол (в соотношении 4:1) в качестве среды, передающей давление [3], измерены удельное электросопротивление и коэффициент Холла R в кристаллах сильнолегированного вырожденного полупроводника n-CdSnAs2 в области примесной проводимости. Отметим, что при P 4 ГПа в этом веществе на блюдается структурный фазовый переход. На рисунке приведены нормализованные к атмосферному давлению барические зависимости коэффициента Холла R/R0 для образцов № 1–3 CdSnAs2, основные параметры которых и результаты количествен ного анализа при комнатной температуре приведены в таблице. Номера образцов со ответствуют номерам кривых.

Параметры кристаллов n-CdSnAs2 при 295 К и атмосферном давлении N0=(|R0|e)–1, 0, µH, № об- Ni, di/dP, i0, eV 1016 cm–3 10 cm– cm2/V·s разца ·cm eV/GPa 4.15·10- 1 11.4 13300 0.48 8.0 0. 3.73·10- 2 49.6 3400 0.58 26.8 0. 4.16·10- 3 178 8400 0.67 74.4 0. Здесь e – заряд электрона, µ = R/ – холловская подвижность, i0 – расстояние от уровня до дна зоны проводимости, Ni – концентрация примесных центров.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундамен тальных исследований (Проект № 05-02-16608).

1. М.И. Даунов, И.К. Камилов, С.Ф. Габибов, ФТП, 35(1), 58 (2001).

2. М.И. Даунов, И.К. Камилов, С.Ф. Габибов, ФТТ, 46(10), 1766 (2004).

3. L.G. Khvostantsev, V.A. Sidorov, Phys. Stat. Sol. (a), 46, 305 (1978).

Физические свойства твердых тел под давлением О ФАКТОРЕ ВЯЗКОСТИ В МОДЕЛЯХ СЖАТИЯ И РАСТЯЖЕНИЯ Венгеров И.Р.

Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина НАН Украины, Донецк, Украина Уравнения теории упругости были впервые получены без использования зако на Гука (ЗГ). Более поздние, термодинамические, подходы используют «обоб щенный» ЗГ, прямо на канонический ЗГ не опирающийся. В справочной и учеб ной литературе ЗГ трактуется как экспериментальный факт, либо как простейшее уравнение состояния твердого тела.

В данной работе канонический ЗГ впервые получен теоретически, как резуль тат исследования моделей однородной атомной цепочки. Построена дискретная (мезоуровень) и континуальная (макроуровень) модели, показано, что чисто упру гое поведение систем (гармоническое приближение) не ведет к ЗГ Последний есть следствие одновременного с гармоническим приближением учета ангармонизма.

«Вязкость» вводится присутствием в уравнениях движения «силы трения», пропорциональной скорости частиц. Вязкость предопределяет существование стационарных решений у динамических уравнений (систем обыкновенных диф ференциальных уравнений в дискретных и уравнений в частных производных типа теплопроводности и телеграфных в континуальных моделях). Физически «тре ние» интерпретируется как взаимодействие движущихся частиц с газом квазича стиц – фононов.

Получены аналитические решения задач, из которых при t следует ЗГ во всех рассмотренных случаях. Модели правильно описывают упругий «возврат»

(при снятии нагрузки), растяжение и сжатие образцов внешним давлением. Най дено конечное «время макрорелаксации», при котором ЗГ выполняется практи чески с той же точностью, что и при t, и выражение для скорости движения границ образца, связывающие ее с упругими и вязкими параметрами.

Физические свойства твердых тел под давлением УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ВЛИЯНИЯ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ И УЛЬТРАЗВУКА НА ФИЗИЧЕСКИЕ И ОПТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ОБЪЕКТОВ Букин Г.В.1, Левченко Г.Г.1, Касьянов А.И.1, Сукманов В.А.2, Соколов С.А.2, Декань А.А.2, Сабиров А.В. Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина НАН Украины Донецк, Украина, e-mail: levch@levch.fti.ac.donetsk.ua Донецкий государственный университет экономики и торговли им. М. Туган-Барановского Установка предназначена для научного и лабораторного исследования влияния высокого гидростатического давления до 10 кбар, ультразвука частотой от 18 до 35 кГц мощностью до 100 Вт и температуры от 20°С до +100°С на физические и оптические параметры твердых, жидких и вязкопластичных объектов.

Установка состоит из:

1. Оптической камеры высокого давления до 10 кбар.

2. Гидравлического блока.

3. Блока управления установкой.

4. Блока ультразвукового воздействия.

5. Блока регистрации данных.

Измеряемыми физическими параметрами объектов являются:

1. Температура )с точностью ±0.5°С).

2. Давление (±0.3 кбар).

3. Объем (±10–8 см3).

Измеряемыми оптическими параметрами объектов являются:

1. Оптическая плотность (±1%).

2. Коэффициент поглощения (±1%).

3. Пропускание (±1%).

Диаметр канала 12 мм, длина 45 мм, максимальный объем исследуемого объек та 5 см3.

Давление и температура в оптической камере высокого давления регулируются автоматически.

Измерение объема происходит по перемещению поршня камеры.

Ультразвуковое воздействие на объект осуществляется импульсами с частотой 100 Гц и длительностью 10 мс.

В качестве рабочей среды выбрана жидкость ПЭС-3. Исследуемые образцы капсулируются.

Документирование непрерывной регистрации давления, температуры и объема производится с помощью персонального компьютера.

Измерение оптических параметров осуществляется в оптической лаборатории.

Физические свойства твердых тел под давлением УДАРНЫЙ МЕТАМОРФИЗМ ПЛАГИОКЛАЗА И АМФИБОЛА ПРИ СТУПЕНЧАТОМ УДАРНО-ВОЛНОВОМ СЖАТИИ ПОЛИМИНЕРАЛЬНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД Милявский В.В.1, Сазонова Л.В.2, Белятинская И.В.2, Бородина Т.И.1, Жерноклетов Д.М.1, Соколов С.Н.1, Жук А.З. ИТЭС ОИВТ РАН, Москва, Россия, e-mail: vlvm@ihed.ras.ru Геологический факультет МГУ им. Ломоносова, Москва, Россия Ударные метаморфизм и плавление, связанные с соударением различных кос мических тел с планетами, играют большую роль в формировании строения по верхностей и состава кор этих планет. По широко распространенным в настоящее время представлениям образованию планет сопутствовали интенсивные импакт ные явления, сопровождавшие аккрецию [1]. Изучение астроблем и горных пород – импактитов, возникающих при соударении крупных метеоритов и астероидов с поверхностью Земли, вносит важный вклад в представления о строении и разви тии ее литосферы. Понять закономерности ударного метаморфизма горных пород и минералов помогает физическое моделирование импактных процессов в лабо раторных условиях [2,3].

В данной работе проведено сравнительное исследование характера ударного метаморфизма минералов групп плагиоклаза и амфибола с использованием ампул сохранения плоской геометрии. Исследуемые минералы одной и той же группы имели близкие кристаллические структуры, но различались по своему химиче скому составу. Максимальные ударные давления в экспериментах достигались в течение нескольких циркуляций волн в образце (ступенчатое ударно-волновое сжатие) и варьировалось в диапазоне 26–52 ГПа. Сохраненные образцы исследо вались методами сканирующей электронной микроскопии, микрозондового и рентгенофазового анализа.

Установлено, что повышение содержания фтора, титана и калия в составе ам фибола, как и понижение содержания натрия в составе плагиоклаза, делают эти минералы более устойчивыми к воздействию ударных волн. Уже на твердофазной стадии преобразования в плагиоклазе и амфиболе фиксируется миграция некото рых элементов, усиливающаяся на стадии плавления. Изотропизация плагиоклаза в экспериментах с полиминеральной породой при ступенчатом ударно-волновом сжатии начинается раньше, чем в подобных экспериментах с мономинеральными образцами. При относительно низких давлениях изотропизация плагиоклаза обу словлена дроблением вещества на микроуровне и сопровождается образованием маскелинита – типичного минерала метеоритов и пород астроблем. При более вы соких давлениях изотропизация плагиоклаза связана с аморфизацией вещества в результате плавления.

Работы ведутся при поддержке Программы Президиума РАН «Исследования вещества в экстремальных условиях» и гранта РФФИ 05-05-64778.

1. Фельдман В.И. Петрология импактитов.– М.: Изд-во Московского универси тета, 1990.– 299 с.

2. Фельдман В.И., Сазонова Л.В., Милявский В.В. и др. Ударный метаморфизм некоторых породообразующих минералов // Физика Земли.– 2006.– № 6.– С. 1–5.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

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.