Введение к работе
Актуальность темы. Б последние годы сильноточные ускорители аряженных частиц начинают широко применяться в науке и технике, йздействие на конденсированные среды высокоэнергетичных потоков аряженных частиц, создающих мощные тепловые, механические и ілектрические поля, позволяет получить важну» информацию о физи-:еских свойствах вещества в экстремальных условиях, которые яе-.озможно создать иными способами. В то же время внедрение сильноочных ускорителей в технологические процессы (отжиг ионно-леги-ованных полупроводников, упрочнение средств металлообработки, овышение коррозионной и эрозионной стойкости деталей машин и .д.) потребовало более детального исследования измерения некото-ш физико-механических свойств материалов, и прежде всего их рочностных характеристик, при облучении сильноточными пучками аряженных частиц. К осноеным факторам такого воздействия, опре-елящим изменение физико-механических характеристик твердых ел, можно отнести генерацию импульсов механических напряжении, еличина которых может превысить предел их прочности и привести разрушению, электрический пробой диэлектрических материалов, Еязанный с генерацией сильных электрических полей, образование азличных радиационных дефектов. Исследование при таком облуче-ии изменения механических свойств конструкционных материалов (в ервую очередь металлов и сплавов), имевших, как правило, мяого-азнув поликристаллическкую структуру связано с множеством не ре-энных на сегодня проблем. Прежде всего к ним можно отнести неостаточную изученность, как процессов взаимодействия сильноточ-ых пучков заряженных частиц с такими материалами, так и процесів взаимодействия генерируемых механических напряжений с различ-ыми структурными дефектами этих тел. Поэтому основные результа-ы, проясняющие некоторые аспекты рассматриваемой проблемы (преж-э Есего явление разрушения) и создающие основу для ее дальнейше-о развития, получены на хорошо изученных модельных материалах какими являются ионные кристаллы), облучаемых сильноточными лектрснными пучками (СЭП). Полученные данные, характерные к для ильишнства твердых тел, свидетельствуют о том, что основной присной разрушения ионных кристаллов является генерация динамичее-« и квазистатических напряжений, и их взаимодействие с микро-макротрещинами. Предложенные на сегодня модели разрушения ион-
ных кристаллов под действием СЭП являются необоснованно упрощенными, поскольку не учитывает сложный характер генерируемых нестационарных полей механических напряжений, а также динамику развития процесса разрушения, знание которой позволяет создать основу для понимания механизма разрушения.
Диссертационная работа выполнена в Омском государственном университете до координационному плану АН СССР на 1986-1990 г. до направлению Радиационная физика твердого тела по теме "Радиа-шонко-акустические методы исследования физико - механических свойств конденсированных сред" (N г. р. 0186. 0053025).
Ведь работы. Экспериментальное исследование динамики разрушения ионных кристаллов, облучаемых сильноточными электронными пучками и конкретизация механизмов разрушения.
Научная новизна. -Комплексный подход к исследованию процесса разрушения модельных материалов, включающий изучение:
характеристик направленности излучения радиационно-акустических источников звука:
изменения динамических напряжений в образцах небольших размеров
локализации первоначального разрушения;
пространственно-временных характеристик движения фронта разрушения;
рельефа поверхности трещин; позволил получить новые данные о:
влиянии различных волн напряжений (и прежде всего волн Лэм-6а) на пороги разрушения ионных кристаллов, облучаемых СЭП;
роли злектроразрядных процессов в инициировании процесса pas руления;
динамике движения фронта разрушающих трешин и разлета фрагментов образца.
Ба основе полученных результатов сформулированы основные положения модели разрушения'ионных кристаллов, облучаемых СЭП, которая может быть использована для интерпретации данных по разрушению более сложных материалов (металлы, керамика и т.д.).
Практическая ценность. Полученные для модельных материалов результаты позволяют:
- конкретизировать физические процессы, играющие важную роль з разрушении различных твердых тел, облучаемых СЭП, независимо от их природы;
- на качественном уровне с учетом условий облучения (энергия частиц, плотность потока, размер области знергоныделения) и геометрии образца определить области образца, в которых возможно максимальное изменение (под действием генерируемых волн напряжений j физико-механических свойств материала и его разрушение.
Защищаемые положения.
-
Методика высокоскоростной' фоторегистрации пространственно-временных характеристик разрушения ионных кристаллов, облучаемых сильноточными электронными пучками.
-
Результаты экспериментальных исследований диаграмм направленности радпационко-акустических источников звука, возбуждаемых з твердом теле сильноточными электронными пучками.
-
Влияние волн Лзыба на пороги хрупкого разрушения ионных кристаллов, облучаемых сильноточными электронными пучками.
-
Закономерности разрушения ионных кристаллов под действием сильноточных электронных пучков:
задержка начала разрушения относительно импульса облучения;
пространственная локализация разрушающих трещин;
влияние условий облучения на инициирование процесса разрушения.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обеуэдадись на IY Всесоюзном совещании по воздействию ионизирующего излучения и света на гетерогенные системы (Кемерово, 1986); на YI Всесоюзной конференции по физике диэлектриков (Томск, 1938); на YII Всесоюзном симпозиуме по сильноточной электронике (Томск, 1988); на VI Всесоюзной конференции "Фізика разрушения" (Киев, 1989); на VII Всесоюзной конференции по радиационной физике и химии неорганических материалов (Рига, 1989); на I Региональном семинаре "Физика импульсных радиационных воздействий" (Томск, 1989); на YIII Всесоюзном симпозиуме по сильноточной электронике (Свердловск, 1990); на Ш Всесоюзном симпозиуме до механике разрушения (Житомир, 1990); на I Всесоюзном совепэ-яни "Диэлектрики в экстремальных условиях" (Суздаль, 1990); на
конференции "Акуотоэдектронные устройства обработки информации на поверхностных акустических волнах" (Черкассы, 1990}; на XY Всесоюзной конференции по акустоэлектронике и физической акусти ке твердого тела (Ленинград, 1S91)
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 18 работ.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех .глав, раздела "основные результаты и выводы", списка литературы, включающего 126 наименования и содержит 49 рисунков; об шее количество страниц 138.
