ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Дислокационное описание доменной структуры сегнетоэластиков из "Обратимая пластичность кристаллов" При неоднородной нагрузке возникает Иная картина В кристалле образуются мелкомасштабные доменные структуры типа полисинтетических двойников, пространственный период которых тем меньше, чем более неоднородна деформация в рассматриваемой области. [c.191] Эксперименты показьшают, что в случае простых неоднородных макро-деформаций образцов правильной формы большим сверхупругим деформациям и существенной релаксации упругих напряжений отвечает формирование доменных структур, проявляющих значительную степень регулярности и хорошую воспроизводимость. Геометрию таких доменных структур можно с достаточной точностью описать небольшим числом параметров числом доменов (абсолютным или отнесенным к определенному измерению образца), характерным размером доменов и угловым отклонением доменных границ от упруго-когерентных ориентаций. [c.193] Большие скачки на кривой нагрузки связываются со скачкообразным изменением числа макроскопических доменов в образце. Приращение нагрузки определяется энергетическими затратами на рождение нового домена и достижение им критического размера, соответствующего потере устойчивости его метастабильного состояния в образце конечных размеров. Рождение и быстрый рост доменных прослоек, по мнению авторов цитируемой работы, хорошо описьшаются дислокационной теорией упругих двойников [83]. [c.194] Отчетливые скачки с большой амплитудой изменения М имеют место лишь в высококачественных кристаллах при полном отсутствии в образце зародышей доменов в виде неисчезающих при разгрузке клиновидных упругих двойников. Наличие в кристалле таких двойников приводит к сглаживанию (или даже полному исчезновению скачков), так как новые домены образуются за счет постепенного роста таких двойников. Зарождение и развитие доменов типа упругих двойников связано с постепенным увеличением сверхупругой деформации на этапе увеличения их длины, что приводит к сглаживанию скачков релаксации на кривых кручениях. Остающиеся небольшие скачки отвечают резкому утолщению доменов, проросших на всю длину образца. [c.194] Поскольку гистерезис при сверхупругости сегнетоэластиков, по-видимому, определяется силами торможения дислокаций превращения типа сил сухого трения, то это явление должно сильно зависеть от температуры. [c.194] На основании измерений температурной зависимости сАды сухого трения, действующей на двойникующую дислокацию в кальците (см. 4,4), можно ожидать уменьшения площади гистерезисной петли по мере повышения температуры. Подобная зависимость действительно наблюдается при деформировании изгибом кристаллов КРе(Мо04) 2 [382]. [c.195] Изложенная в гл. 3 дислокационная теория упругого двойникования существенно опиралась на тот экспериментальный факт, что двойниковая граница имеет правильную атомную структуру. Атомное сопряжение вдоль так назьЬаемой когерентной границы происходит фактически на одном межатомном расстоянии. В других случаях толщина двойниковой границы. охватывает несколько атомных слоев. Это позволяет представить наклонную двойниковую границу как огибающую одноатомных ступенек, каждая из которых является двойникующей дислокацией. Перемещение двойниковой границы связывается с движением вдоль нее дислокаций. [c.195] Мы продемонстрируем плодотворность использования дислокационных представлений для анализа поведения стенки упругих доменов во внешних упругих,- электрических и магнитных полях, основываясь на публикации [307]. [c.195] Рассмотрим ансамбль одинаковых упругих доменов длины 2Ь, образующих бесконечную стенку в неограниченном кристалле (рис. 7.8а). Пусть с - расстояние между доменами каждый из них настолько тонкий, что его можно представить в виде плоского скопления дислокаций превращения (рис. 7.86). Для определенности будем рассматривать доме-щы, образованные скоплениями краевых дислокаций. Распределение дислокаций во всех доменах предполагается одинаковым и будет описьшаться плотностью дислокаций р = р (д ). [c.195] Следовательно, в главном приближении сечение каждого домена имеет форму линзы с острыми краями (рис. 7.8а). Отметим, что такая форма доменов экспериментально наблюдалась в молибдате гадолиния [377], а также в высокотемпературном сверхпроводнике Y—Ва—Си—О (см. гл. 9). [c.198] Так как для начала перемещения дислокаций в центре стенки необходимо выполнить условие а (0) Sq, то из (7.И) следует,что L R. Другими словами, длина каждого домена обязательно превосходит размер области локализации неоднородного напряжения, порождающего стенку доменов. [c.198] Изученное нами главное приближение позволяет описывать только такую неоднородность в распределении дислокаций, которая имеет линейный масштаб (Ax d). Для описания более детального поведения функщш р(х) вблизи конца двойника (L x- d) необходимо вернуться к решению точного уравнения (7.1). [c.198] Поскольку ЪЬ/дОад О, стенка доменов, если она уже возникла, находится в состоянии неустойчивого равновесия, т.е. равновесные домены не могут обладать конечной длиной. Аналогично ведет себя в однородном поле и изолированный двойник [83]. [c.200] Рассмотрим поведение стенки доменов под комбийированным воздействием сосредоточенная сила плюс однородное поле ). Такая ситуация реализуется в кристалле, когда из-за дефектов, присущих кристаллической структуре, и температурных градиентов на поверхности образца возникает система клиновидных доменов [377], а затем накладывается сравнительно небольшое однородное внешнее поле. В простейшем случае, когда роль сил торможения играет лишь сила сухого трения, длина доменов определяется соотношением типа (7.14), где в знаменателе будет стоять величина 5о — сгод- При Оод - 5о длины доменов будут непрерывно возрастать, пока наконец при Оод = 8о они не пересекут весь образец. [c.201] Возможна также иная экспериментальная ситуация при фиксированном значении Стод с повышением температуры уменьшается Поскольку для силы сухого трения 5о характерна довольно резкая температурная зависимость, то следует ожидать такой эволюции доменов по мере уменьшения 5о (У) длины доменов будут непрерывно возрастать и при 5о (I) = Оод они пересекут весь образец, образуя полосовую структуру. Этот вывод,по-види-мому, можно сопоставить с экспериментальными наблюдениями [373]. [c.201] Совокупность соотношений (7.6), (7.33), (7.34) позволяет полностью описать форму й локализацию в кристалле границы раздела двух сегнетоэластических доменов. [c.202] Вернуться к основной статье