Введение к работе
Актуальность проблемы.
Наиболее совершенными с точки зрения реальной структуры являются нитевидные кристаллы (НК), в которых прочностные характеристики (модуль Юнга, критическое напряжение разрыва и др.) в наибольшей степени отвечают расчетным значениям. Физически моделируя дефектную структуру в НК азидов тяжелых металлов (ATM) при контролируемых внешних воздействиях, можно с достаточной надежностью исследовать их спойетва, определяемые конкретными дефектами, и, в свою очередь, эффективно управлять в них твердофазной реакцией разложения. Разработка способов выращивания НК ATM с наименьшей дефектной структурой и исследование механизма их роста является одной из задач данной работы.
Применение современных технологий сопровождается появлением неконтролируемых постоянных и импульсных электрических полей. Что, в свою очередь, применительно к ATM, может приводить к инициированию процессов взрыва или медленному разложению, сопровождающемуся изменением их физико-химических свойств, а также к механическим деформациям вследствие обнаруженного в кристаллах обратного пьезоэффекта.
Изучение элементарных процессов, приводящих к разложению идеальных НК ЛТМ во внешних электрических полях и полях поляризационной природы, возникающих при механических воздействиях, определяют практическую и теоретическую значимость работы.
Разработанные методы и установленные эффекты могут быть использованы для других термодинамически неустойчивых материалов с прогнозируемыми пьезоэлектрическими свойствами. Целью работы является:
Экспериментальное исследование влияния дислокационной структуры и иапряжешю-деформкроваяяого состояния на физические процессы в НК ATM и их разложение в электрополе.
В качестве основных задач определены:
получение совершенных НК ATM с минимальной концентрацией структурных дефектов;
установление взаимосвязи между концентрацией структурных дефектов (дислокаций, полос скольжения и т. д.) в НК ATM с физическими свойствами и процессами, протекающими при воздействии злектрополя;
установление взаимосвязи между вновь обнаруженными поляризационными эффектами в НК ATM и процессами при разложении в электрополе;
формирование физически обоснованных моделей, качественно увязывающих обнаруженные кинетические закономерности разложения со структурными дефектами и создаваемыми ими напряженно - деформированными поляризационными состояниями.
Научная новизна:
-
Впервые разработаны методы выращивания совершенных НК азидов свинца, серебра и таллия, исключающие спонтанные взрывы, выявлена их дислокационная структура.
-
Для НК ATM разработаны оригинальные методики исследования их механических свойств (деформационные кривые, измерение модуля Юнга, критического напряжения разрыва).
-
Выявлены в НК ATM методами декорирования области собственных (у дислокаций и полос скольжения) и индуцируемых электрическим полем зарядовых гетерогенностей, свидетельствующие о сегнето-электрической природе соединений.
4 Впервые обнаружены пьезоэлектрические свойства НК P-PbN6, определен пьезоэлектрический модуль. Теоретически обсужден механизм инициирования детонации в поликристаллическом р - азиде свинца за счет пьезоэлектричества.
-
Проведен комплекс исследований по электрополевому разложению НК азидов серебра и свиниа в сильном электрическом поле. Установлено влияние дислокаций, напряженно - деформированного состояния на скорость разложения
-
Впервые исследовано влияние сегнетоэлекгрического фазового перехода 2-го рода на разложение в электрополе.
Практическая значимость:
Разработан метод выращивания совершенных НК ATM с контролируемой дефектной структурой.
Предложен эффективный метод управления скоростью твердофазной реакции НК ATM в электрическом поле как изменением дефектной структуры, так и внешним механическим воздействием.
На основании обнаруженного пьезоэлектрического эффекта в НК р-PbN6 показана возможность существования альтернативного механизма детонации в поликристаллических прессованных образцах при контролируемых или неконтролируемых электроимпульсных воздействиях. Защищаемые положения:
методики выращивания НК азидов свинца, серебра, таллия, выявления в них дислокационной структуры и исследование их физико-механических свойств;
способ управления скоростью разложения НК ATM изменением их дефектной структуры;
наличие пьезоэлектрических свойств р - азида свинца и их влияние па процессы медленного разложения и инициирования детонации.
Апробация работы.
Материалы диссертации докладывались на: 7 -ом Всесоюзном совещании по кинетике и механизму реакций в твердом теле (г. Черноголовка, 1978 г.); Всесоюзной конференции "Нитевидные кристаллы для новой техники" (г. Воронеж, 1979 г.); Всесоюзном совещании по кинетике и механизму реакций
в твердом теле (г, Кемерово, 1981 г.); Всесоюзном совещании "Механохнмня неорганических веществ" (г. Новосибирск, 1982 г.); 1 -ом Всесоюзном сим-позауме по какрокинетнке и химическом газодинамике (г. Алма-Ата, 1934 г ); школе - семинаре "Точечные дефекты и иошшй перенос в твердых телах" (г. Красноярск, 1935 г.); научно-практической конференции, посвященной 85-летию ХТФ, ТЛИ (г. Томск, 1985 г.); 4 - ой Меэдукародной конференции "Прочность и оластнчиость материалов в условиях внешних энергетических воздействий" (г. Новокузнецк, 1595 г.); 10-ой Международной конференции по радиационной физике и химии неорганических материалов (г. Томск, 1999 г.); VI - ой Международной конференции "Актуальные проблемы материаловедения" (г. Новокузнецк, 1999 г.). Публикаиш.
Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 19 научных рзботах. Объем и структура.
Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы, содержащего 135 источников и содержит 148 страниц машинописного текста, 49 рисунков.
