Влияние слабого магнитного поля на эволюцию комплексов точечных дефектов в ионных кристаллах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

ТАМБОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Г.Р.ДЕРЖАВИНА

■ ' 1 • На правах рукописи

*.'* - - .

ЖУЛИКОВ Сергей Евгеньевич

ВЛИЯНИЕ СЛАБОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ЭВОЛЮЦИЮ КОМПЛЕКСОВ ТОЧЕЧНЫХ ДЕФЕКТОВ В ИОННЫХ КРИСТАЛЛАХ

Специальность 01.04.07 - физика твердого тела

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Тамбов 1998

Работа выполнена на кафедре теоретической и экспериментальной физики Тамбовского государственного университета имени Г.Р.Державина

Научные руководители:

доктор физико-математических наук, профессор Головин Ю.И. кандидат физико-математических наук, доцент Моргунов Р.Б.

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор Хоник В.А. кандидат физико-математических наук Тялина Л.Н.

Ведущая организация:

институт кристаллографии РАН имени А.В.Шубникова.

Защита состоится 22 октября 1998 г. в 14.00 часов на заседании диссертационного совета К. 113.49.03 при Тамбовском государственном университете по адресу:

392008, г.Тамбов, Комсомольская пл., 5, аудитория 141.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тамбовского государственного университета имени Г.Р.Державина.

Автореферат разослан " " 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного кандидат физико-математических н;

..И.Тюрин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Выяснение закономерностей и механизмов влияния электромагнитных полей на состояние и физические свойства кристаллов актуально в связи с тем, что позволяет интерпретировать свойства материалов на электронном уровне. Подавляющее большинство физических свойств кристаллических тел обусловлено дефектами структуры, поэтому изучение влияния магнитного поля (МП) на пластичность кристаллов, непосредственно связанную с типом, концентрацией и характером взаимодействия дефектов, позволяет выявить новые аспекты формирования свойств реальных кристаллов. В последнее время несколькими независимыми группами исследователей надежно установлено, что слабое МП с индукцией В ~ 1 Т влияет на пластичность ионных кристаллов. Показано, что существует, по меньшей мере, две группы причин возникновения магнитопластического эффекта (МПЭ): 1) влияние МП на взаимодействие дислокаций О и точечных дефектов Р (т.е. на процессы типа 0+Р<->М|) и 2) влияние МП на процессы внутри подсистемы точечных дефектов (т.е. процессы типа Р+Р<-^М?, где М) и М2 - квазнмолекулы, образующиеся из структурных дефектов и разрушающиеся при пластическом деформировании). Очевидно, для выявления природы обоих типов МПЭ необходимо создать экспериментальные условия, позволяющие исследовать их по отдельности. В частности, особый интерес представляет выявление механизмов влияния МП на процессы Р+Р->МЬ поскольку аналогичные эффекты в подсистеме точечных дефектов были обнаружены в кристаллах Б!, Ос, а также в соединениях АцВуь Это позволяет предполагать, что природа магнитопластических эффектов, обнаруженных в диамагнитных кристаллах, универсальна и может проявляться в широком спектре материалов.

Цель настоящей работы заключалась в установлении термодинамических причин, и кинетических особенностей-переходных процессов, стимулированных слабым МП в подсистеме точечных дефектов, а также в выявлении взаимосвязи между состоянием магниточувствитсльных точечных дефектов и подвижностью дислокаций в ионных кристаллах. В соответствии с поставленной целью были сформулированы задачи исследования:

1) создать экспериментальные условия для исследования той части МПЭ, за которую ответственны магниточувствительные точечные дефекты и объеме кристалла;

2) исследовать кинетические особенности движения индивидуальных дислокаций, инициированного МП в отсутствие внешней механической нагрузки, и установить, какой вклад в смещение дислокаций вносит реконструкция точечных дефектов, вызванная МП;

3) создать экспериментальные условия, позволяющие определить направление изменения термодинамического потенциала подсистемы точечных дефектов в процессах, протекающих под действием МП в кристалле без свежевведенных дислокаций;

4) исследовать возможности формирования и подавления магниточувствительных состояний точечных дефектов под действием внешних воздействий немагнитного характера: пластического деформирования, электрического поля (ЭП), термической обработки и света оптического диапазона;

5) предложить общую термодинамическую схему и возможные механизмы влияния МП на пластические свойства ионных кристаллов через подсистему точечных дефектов, а также механизмы влияния внешних воздействий (света, ЭП, термообработки и др.) на МПЭ.

Научная новизна. Использование коротких (10 мс и менее) времен экспозиции кристаллов с дислокациями в МП позволило установить, что основная часть смещения дислокаций происходит не во время действия МП, а после его выключения. Корреляционный анализ движения дислокаций позволяет считать, что "запоминание" точечными дефектами факта обработки кристаллов в МП вносит существенный вклад в МПЭ.

Экспозиция кристаллов в МП до введения дислокаций инициирует в подсистеме точечных дефектов многостадийный релаксационный процесс, протекание которого сопровождается понижением термодинамического потенциала. МП играет роль "спускового крючка", способствуя выведению комплексов точечных дефектов из долгоживущего метастабильного состояния. Подвижность дислокаций в кристаллах немонотонно меняется по мерс протекания нескольких стадий релаксационного процесса в под-сииеме шчечных дефектов.

Выявлена кинетика двух стадий магнчтостимулпрованной релаксации точечных дефектов. Первая стадия является мономолекулярной (внутрицентровой). При ее протекании, по-видимому, происходит распад метастабильных комплексов точечных дефектов на более мелкие, что приводит к ослаблению торможения дислокаций и увеличению их пробегов при нагружении кристал-

лов механической нагрузкой. Вторая стадия релаксационного процесса является бимолекулярной (рекомбинационной). На этой стадии продукты распада исходных комплексов в результате случайных блужданий в кристаллической решетке объединяются в новые, уже нечувствительные к МП стабильные комплексы. В результате подвижность дислокаций частично восстанавливается.

Предварительная обработка кристаллов в импульсном ЭП с Е = 3-Ю6 В/м способствует возбуждению имеющихся в кристалле точечных дефектов и их переходу в метастабильное магниточув-ствптсдьное состояние, т.е. ЭП сенсибилизирует точечные дефекты к внешнему МП.

Обнаружено, что свет оптического диапазона подавляет МПЭ. Спектроскопическими исследованиями установлено, что влияние света объясняется селективным возбуждением магниточувстви-тельных метастабильных комплексов точечных дефектов. Это указывает на электронную природу процессов, стимулированных МП в комплексах точечных дефектов.

Научная ценность и практическая значимость работы. Научная ценность полученных результатов заключается в выявлении термодинамических аспектов влияния слабого МП на процессы в твердых телах, протекание которых требует значительных затрат энергии при традиционных методах внешних воздействий. Созданные экспериментальные ситуации могут играть роль модельных при исследовании влияния МП на процессы в более сложных биологических системах.

Практическая значимость связана с возможностью использования полученных результатов в качестве физической основы для создания новых энергосберегающих технологий обработки материалов, в частности, нетермических методов увеличения скорости релаксации, стабилизации дефектной структуры твердых тел, пребывающих в метастабильном состоянии.

Апробация работы. Полученные результаты были представлены на следующих конференциях и семинарах:

Международный семинар "Механохимия и механическая активация" (Санкт-Петербург, 1995).

Международный семинар "Релаксационные явления в твердых телах" (Воронеж, 1995).

IV Международная конференция "Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов" (Воронеж, 1996).

Международная конференция "Микромеханизмы пластичности, разрушения и сопутствующих явлений" (Тамбов, 1996).

IX Международная конференция "Взаимодействие дефектов и неупругис явления н твердых телах" (Тула, 1997).

The Vtli International Symposium "Magnetic Field and Spin Effects in Chemistry and Related Phenomena" (Jerusalem, Israel, 1997).

XXX[V Международный семинар "Актуальные проблемы прочности" (Тамбов, 1998).

На защиту выносятся следующие основные положения и результаты:

1. Существенная часть магнитопластического эффекта в ионных кристаллах объясняется влиянием МП на состояние комплексов точечных дефектов в объеме образца.

2. Влияние МП на состояние точечных дефектов в ионных кристаллах является необратимым. Необходимым условием этого влияния являются биографические пли индуцированные внешними воздействиями метастабильные состояния точечных дефектов.

3. Пластическое деформирование, термообработка, импульсное ЭП при определенных условиях формируют в кристалле маг-ниточувствительные состояния комплексов точечных дефектов, скорость релаксации которых может быть увеличена в МП.

4. Под действием ультрафиолетового (УФ) свста с энергией квантов меньшей, чем ширина запрещенной зоны, происходит изменение электронного состояния комплексов точечных дефектов, в результате которого они теряют чувствительность к МП. Термоактпвированнос восстановление чувствительности кристаллов к МП может быть ускорено инфракрасным (ИК) светом.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав и списка цитированной литературы, содержащей 215 наименований. Полный объем составляет 190 страниц машинописного текста, в том числе 39 иллюстраций.

Личное участие автора в получении результатов, изложенных в диссертационной работе. В работах, написанных в соавторстве, автору принадлежит разработка, создание и отладка экспериментальных установок, проведение экспериментов, а также участие в планировании экспериментов, обсуждении результатов и наниса-ншь статей.

Диссертационная работа выполнена при финансовой поддержке Госкомитета РФ по высшему образованию (грант № 95-0-7.1-58), Российского Фонда Фундаментальных Исследовании (грант № 97-02-16074), Фонда Дж.Сороса (грант № а98-388) и Тамбовской областной администрации (1997 г.).

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, определены цель исследований, новизна и практическая значимость работы, сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава представляет собой литературный обзор экспериментальных и теоретических работ, посвященных влиянию магнитных полей на физические свойства ионных, ковалентных, металлических и молекулярных кристаллов. Проведен анализ возможных механизмов влияния МП на физические процессы в условиях, когда средняя энергия термических флуктуации на несколько порядков выше энергии, сообщаемой полем парамагнитному точечному дефекту или другому объекту, обладающему неспаренным спином. Проанализирована возможность ^наблюдения магниточувствительных спин-зависимых реакций между структурными дефектами и возможная роль этих реакции в формировании пластических свойств кристаллов. Сформулированы термодинамические условия, выполнение которых в эксперименте необходимо для обеспечения чувствительности интеркристаллических реакций в ионных кристаллах к "слабому" МП. В конце первой главы на основе проведенного анализа литературных данных сформулированы цели и задачи исследования.

Вторая глава посвящена методической стороне исследования различных аспектов влияния МП на состояние дефектов и пластичность кристаллов NaCl, LiF и КС1 номинально чистых и с различным содержанием примеси Са или РЬ. При исследовании МПЭ использовали набор взаимодополняющих типов экспериментов. Образцы выдерживали 5 суток при 700 К и охлаждали со средней скоростью 1-2 К/мин. Часть кристаллов после термообработки "состаривалась" в течение нескольких лет при комнатной температуре. Изменение характеристик подвижности индивидуальных краевых дислокаций в результате действия МП (средняя скорость движения, величина и количество совершаемых ими скачков, длительность пауз между ними и др.) выявляли методами непрерывного или двойного химического травления, измеряя по 100-200 пробегов дислокаций и размеров ямок травления для каждой точки на графиках. Движение дислокаций инициировали двумя принципиально различающимися способами: одинаковым во всех опытах для данного типа кристаллов механическим импульсом сжатия (М-тест) или экспозицией образцов в МП в отсут-

ствие внешнего механического нагруження (Р-тест). В первом случае тестирующее воздействие (механическое нагруженпе) способствовало откреплению дислокации от всех типов стопоров, в том числе и от тех, преодоление которых н"с облегчается в МП. Во втором случае тестирующее воздействие (импульс МП) способствовало откреплению дислокаций только от магниточувствитель-ных стопоров, а их движение происходило в поле внутренних механических напряжений. Использование двух типов тестов позволяло различать, на какой тип точечных дефектов (магниточувствительные или нечувствительные к МП) влияют внешние немагнитные воздействия (ЭП, свет и т.д.).

Экспонирование образца в МП до или после введения дислокаций, предварительно или совместно с приложением механической нагрузки, действие светом и другие вариации условий опыта позволяют разделить вклады разлн шых факторов в МПЭ (в частности, роль изменения состоянии точечных дефектов и самих дислокации в МП), а также исследовать' стадийность процесса реконструкции дефектов, стимулированного МП.

Постоянное МП с индукцией В до 2.2 Т создавали с помощью электромагнита. Импульсы МП имели форму полупериода синусоиды с амплитудой до 7 Т и длительностью от 30 мке до 10 мс и генерировались в маловитковом солсно чс тпристорным генератором тока или при разряде батареи конденсаторов.

В целях изучения возможности возбуждения точечных дефектов электрическим полем была разработана методика изменения их состояния импульсами ЭП амплитудой 3-106 В/м и длительностью -1-10 мкс.

Опираясь на известные работы по фотопластическому эффекту, проявляющемуся в изменении подвижности дислокаций, вызываемом фотостимулированным преобразованием точечных дефектов, была разработана еще одна методика по изменению состояния подсистемы точечных дефектов путем обработки образцов светом оптического диапазона. Влияние ЭП и света на состояние магниточувствительных точечных дефектов исследовали при помощи Ь- и М-тестон. -

В экспериментах была исключена возможность влияния неконтролируемого нагрева образцов. Температуру контролировали при помощи термопары, находившейся г, непосредственной близости от образца. С точностью 0.5 К она оставалась постоянной в течение всего времени экспериментов. Возможность влияния поверхности образцов на особенности движения дислокации исклю-

чалась раскалыванием образцов после их обработки в МП и исследованием движения дислокаций на новых поверхностях, атомы которых находились во время внешних воздействий на кристалл в его объеме. Было исключено влияние артефактов, связанных с вихревым ЭП, влиянием ЭП токоподводов, втягиванием штоков в неоднородное магнитное поле и т.д.

Третья глава посвящена исследованию влияния импульсного МП на микропластичность ионных кристаллов. Изменение микропластичности образцов под действием МП исследовали in situ наблюдением за магнитостимулированньш движением дислокаций методом непрерывного селективного травления. В результате экспериментов установлено, что в среднем по образцу магни-тостимулированное смещение дислокаций равновероятно по всем возможным направлениям их движения, т.е. усредненное по кристаллу значение силы, .движущей дислокации, равно нулю, что подтверждает гипотезу о том, что причиной смещения дислокаций являются внутренние напряжения, отличные от нуля лишь локально, и позволяет не разделять между собой дислокации, движущиеся"'в' разных плоскостях скольжения. Большинство дислокаций начинает двигаться после прекращения короткой (10 мс) экспозиции в МП, повышенная магнитостимулированная подвижность дислокаций наблюдается в течение ~1 часа после выключения МП. Это может свидетельствовать об изменении состояния точечных дефектов или ядер дислокаций при экспозиции кристаллов в МП и подтверждается результатами проведенного корреляционного анализа движения дислокаций. Повышенная скорость движения дислокаций сохраняется на значительном расстоянии от места их первоначального положения (рис. 1), что также может быть обусловлено изменением под действием МП состояния точечных дефектов в объеме кристалла или переносом возбуждения дислокациями в направлении их движения.

Экспериментально определено минимально необходимое время действия МП -1-10 -мке, при котором еще могут происходить смещения дислокаций в МП с индукцией 1-7 Т. Поскольку это время в первом приближении не зависит от В, оно является временем ожидания перехода дефектов в короткоживущее магнито-чувствительное состояние, в которое они регулярно попадают под действием термических флуктуаций. Это подтверждается тем, что повышение температуры кристалла в процессе его экспозиции в МП приводит к повышению скорости, с которой преобразуются

V, мкм/с

точечные дефекты и происходит соответствующее изменение подвижности дислокаций.

В четвертой главе изложены ' экспериментальные результаты влияния МП, ЭП и термообработки на состояние , "точечных дефектов в ионных кристаллах. После ЭКС I ознцни в постоянном МП с В = 1.5 Т в кристалл вводили дислокации, а затем инициировали их движение Р-тестом (импульс МП с индукцией 7 Т длительностью 10 мс). При длительностях экспозиции в постоянном МП 1г < 4-Ю3 с на-

<1, мкм

Рнс. 1. Зависимость средней скорости движения дислокаций от расстояния до первоначального положения:

1 - контрольный опыт (без МП),

2 - после МП.

блюдапось уменьшение Ь с ростом по сравнению с пробегом Ь* в крмстачлах, не подвергавшихся предварительной экспозиции в МП (рис. 2). При 1г > 4-Ю3 с значение Ь восстанавливалось, приближаясь по мере роста 1г к значению, несколько меньшему Ь*. Кинетика восстановления пробегов была нечувствительна к наличию постоянного МП на этом восходящем участке зависимости ЬОг) (рис. 2). Результаты этих опытов показывают, что МГ1 стимулирует необратимые изменения в подсистеме точечных дефектов и, следовательно, может эффективно влиять только на мстастабильные точечные дефекты, переводя их в равновесное состояние, лежащее на более низком энергетическом уровне. Выявлены две стадии процесса релаксации точечных дефектов и определена кинетика этих стадий: первая является мономолекулярной, а вторая - бимолекулярной.

В "состаренных" после термообработки кристаллах чувствительность точечных дефектов к МП постепенно падает, и через три года выдержки при Т = 293+5 К они становятся нечувствительными к полю. Сенсиоилизпровать точечные дефекты можне^-подвергнув образцы закалке или экспозиции в импульсном ЭП.

Пятая глава посвящена изучению влияния света оптического диапазона на состояние магниточувствитсльных точечных дефектов. В результате экспериментов обнаружено, что освещение ионных кристаллов светом оптического диапазона приводило к изменению состояния магниточувствитсльных точечных дефектов.

первая

Рис.2. Зависимость среднего пробега краевых дислокации Ь от длительности предварительной экспозиции кристаллов 1\'аС1 в постоянном МГ1 с В = 1.5 Т. Смещения дислокации были инициированы К-тестом. При измерении зависимости 2 экспозиция кристаллов в МП была прервана через З.б-103с после начала опыта.

В зависимости пробегов дислокации в Р- и М-тсстах от энергии квантов предварительной фотоэкспозиции в различных типах ионных кристаллов обнаружены полосы чувствительности в УФ и ИК участках спектра. В М-тестс после УФ экспозиции наблюдается увеличение пробегов, а в Р-тесте - уменьшение (рис. 3).

Изменение состояния точечных дефектов под действием света носило обратимый характер, т.е. после отключения УФ света их состояние полностью восстанавливалось. Кинетика этой релаксации имеет рскомбпнационнып характер. Если после отключения УФ света образцы освещали светом И К диапазона, то процесс релаксации ускорялся в несколько раз. Это подтверждает, что модифицирование состояния точечных дефектов в МП имеет электронную природу, как и изменение пластических свойств при фотоэкспозиции.

Ь, мкм

К, эВ

Рис. 3. Зависимость средних пробегов дислокаций Ь, вызванных М- (1) и К-тсстом (2) в кристаллах 1МиС1, ог энергии кшштов Е предварительной фотоэкспозиции.

Ьг я пробеги дислокаций в К- и М-тесте без предваркгельной фотоэкспозиции.

Ь0 - фоновый пробег дислокаций от двух травлений.

Экспозиция кристаллов в И К лучах приводит к восстановлению магниточув-ствительных дефектов, модифицированных УФ светом. Это свидетельствует о том, что УФ полоса соответствует влиянию света на магннто-чувствительные точечные дефекты, а ИК полоса - на нечувствительные к МП центры. Старение кристаллов при Т = 293 К в течение нескольких лет после стандартной термообработки (см. гл. 2) приводит к смещению УФ-полосы в коротковолновую область в М- и Р-тсстах. Причем знак фотопластического эффекта в М- и Р-тестах становится одинаковым. Это может быть интерпретировано как выход маг-ниточувствительных дефектов из метастабильного состояния и их превращение в другие дефекты, чувствительные к более коротковолновому свету, но нечувстви-

тельные к МП.

Шестая глава посвящена обсуждению возможных моделей процессов, исследовавшихся в данной работе.

Микроскопический механизм влияния МП на состояние точечных дефектов, адекватно отражающий полученные экспери-мпгтппьниг р^'1упьтпт1,1] может состоять в следующем. Термические флуктуации обеспечивают спонтанные переходы комплексов дефектов в короткоживущие состояния (-1-10 мкс). В этих состояниях дефекты обладают парамагнитными свойствами и могут вступать в реакции с близкорасположенными парамагнитными центрами. Дефекты, из которых состоят комплексы, имеют спиновую поляризацию, сохраняющуюся в отсутствие МП в течение

всего времени жизни дефекта в возбужденном состоянии в силу того, что время спин-рсшсточной релаксации больше, чем время жизни возбужденного состояния. Сохранение поляризации влечет за собой возвращение дефекта в исходное метастабильнос состояние.

В МП спиновый запрет снимается и происходит неадиабати-чсский переход между спнглетным и триплетным состоянием, вызванный относительным движением атомов, из которых состоит комплекс. В состоянии с измененной мультиплетностью (предположительно в МП синглетное состояние меняется на три-плетнос) открывается возможность для перссоединения ковалент-ной связи внутри дефекта. В МП с В = 1 Т, согласно экспериментальным данным, это приводит к увеличичению скорости релаксации комплекса в 104 раз. Изменение внутренней структуры комплекса, вызванное псрссоединенпсм ковалентноп связи, приводит к изменению его дилатационных и других свойств (например, к распаду комплексов), что, в свою очередь, влечет за собой увеличение подвижности дислокаций в М-тесте. В соответствии с экспериментальными данными, завершение вышеописанной мономолскулярной перестройки комплексов не является итогом реконструкции точечных дефектов. В дальнейшем происходит диффузнонно-контролируемая реакция продуктов распада друг с другом или иными дефектами. Это приводит к частичному восстановлению подвижности дислокаций и соответствует второй, бимолекулярной стадии релаксационного процесса, которая уже не является магниточувствительной (рис.2).

Термодинамический процесс магнитостимулированного преобразования точечных дефектов может быть представлен следующей схемой (рис. 4). МП инициирует переход точечных дефектов, находящихся на некотором метастабильном энергетическом уровне 1, на нижележащий уровень 2, на котором они являются нечувствительными к МП. Когда комплексы находятся в состоянии 2, подвижность дислокаций повышается, по сравнению с кристаллами, в которых комплексы находятся в состоянии 1. Переход 1->2 может происходить за ~1 час в постоянном МП с индукцией 1.5 Т (рис. 2). В дальнейшем (на второй стадии релаксационного процесса), термодинамический потенциал системы точечных дефектов продолжает понижаться, и они переходят с уровня 2 на уровень 3. По окончании диффузионно-контролируемого перехода 2->3 подвижность дислокаций частично восстанавливается, но дефекты в состоянии 3 уже не чувствительны к МП.

Из экспериментов следует, что закаливание кристаллов или импульсное ЭП амплитудой 3-Ю6 В/м способны сенсибилизировать нечувствительные к МП точечные дефекты в "состаренных" образцах, находящиеся на уровне 3, и переводить их на уровень 1. Обсуждается возможность создания мстастабильных состояний комплексов переменным электрическим полем

движущихся краевых днелока-Рмс. 4. Схематическое изображение ц]ц"|_

энергеткческих уровней и переходов Предложена модель, опи-между ними. сыиающая кинетику переход-

ных процессов, вызываемых светом в подсистеме точечных дефектов: свет оптического диапазона ионизирует магниточувстви-тельные точечные дефекты, переводя их в нечувствительное к МП состояние, поскольку отсутствие электрона внутри комплекса закрывает возможность реализации вышеописанного процесса изменения мультиплетности комплекса. Фотоэлектроны, попавшие в зону проводимости, могут быть захвачены в ловушки, из которых они могут освобождаться термоактнвационным путем (или под действием света И К диапазона) и вновь захватываться ионизированными комплексами, что ведет к восстановлению чувствительности комплексов к МП.

Предложена обобщенная схема спин-зависимого интеркомбинационного процесса взаимодействия дислокации и точечного дефекта в МП, и описана возможная роль в МПЭ нсэднабатпческих переходов, вызываемых МП в комплексах точечных дефектов.

Заключение и выводы по работе. Проведенные в данной работе исследования позволяют сделать следующие выводы:

1. Магнитостимулированное движение дислокаций в нснагру-женных образцах происходит после окончания импульса МП (длительностью 10 мс и менее) под действием лик;1льных внутренних механических напряжений, что свидетельствует о запоминании структурными дефектами факта экспозиции кристаллов в МП.

2. МП инициирует переход мстастабильных точечных дефектов в более равновесное состояние. Этот переход имеет двух стадийный характер. Первая стадия может быть описана как moho-, а

Е

и

вторая как - бимолекулярный процесс. Это может соответствовать перестройке внутри комплексов дефектов в МП на первой стадии (например, распаду или ионизации комплексов) и последующему взаимодействию реконструированных комплексов с другими дефектами при случайных блужданиях в кристаллической решетке на второй стадии.

3. Точечные дефекты можно переводить в метастабпльнос состояние экспозицией в импульсном ЭП амплитудой 3-Ю6 В/м, восстанавливая их чувствительность к МП. Следовательно движение заряженных дислокации в процессе деформирования кристаллов также может способствовать генерированию мстастабиль-ных магниточувствнтсльных состоянии точечных дефектов.

4. Свет оптического диапазона подавляет МПЭ в ионных кристаллах, возбуждая магниточувствительные точечные дефекты. Спектральная чувствительность эффекта зависит от типа кристалла. Это возбуждение является обратимым и обусловлено переходами электронов с магниточувствнтсльных комплексов дефектов в зону проводимости п последующим захватом в мелкие ловушки.

5. Помимо влияния на состояние точечных дефектов в объеме кристалла МП изменяет характер взаимодействия дислокаций с точечными дефектами. В МП преимущественно облегчается преодоление дислокациями короткодействующих стопоров, которыми являются парамагнитные точечные дефекты, образующие ко валентную связь с парамагнитными центрами на дислокации в процессе ее движения.

Результаты диссертационной работы опубликованы в следующих статьях и тезисах докладов:

1. Головин К).П.. Mopiviioii Р.В.. Жуликов С.II. Влияние постоянного магнитного поля на скорость пластического течения мопокристачлов NaCI : Са // Доклады Международного научного семинара "Мехаиохимия и механическая активация". Санкт-Петербург, 1995. С.155.

2. I оловпн Ю.Н.. Mopiyiioii IMS.. Жуликов C.U.. Ьоролина JI.M. Влияние постоянного магнитного поля на релаксационные явления в дислокационном ядре и точечных дефектах » ионных кристаллах // Тезисы докладов Международного семинара "Релаксационные явления в твердых телах". Воронеж, 1995. С.166.

3. Моргунов Р. В., Жуликов С.Е., Кипермак В.Л.. Лопатин Д.В. Метастабильные состояния дефектов структуры в ионных кристаллах, индуцированные импульсом магнитного поля // Тезисы докладов Международной конференции "Микро-механизмы пластичности, разрушения и сопутствующих явлений". Тамбов. 1996. С.158.

•4. Головин Ю.И., Mopiyiioi) Р.Б.. Жуликов С.Е., Каря кип A.M. Релаксационные яачепня при пластическом деформировании ионных кристаллов в постоянном магнитом поле // Известия РАН (серия физическая). 1996. Т.60. № 9. C.I73-17S. 5. Головин Ю.П., MopiynoB Р.Б., Жуликов С.Е. Влияние магнитного поля на динамическое равновесие парных дефектов в иониых кристаллах // Тезисы докладов IV Международной конференции "Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов". Воронеж. 1996. С. 15.

6. Головин ТО.И., Моргунов Р.Б., Жуликов С.Е., Головин ДЛО. Долгоживущие состояния дефектов структуры в монокристаллах NaCl. индуцированные импульсным магнитным полем // ФТТ. 1996. Т.38. № 10. С.3047-3049.

7. Головин Ю.И., Моргунов Р.Б., Жуликов С.Е., Бадмлевич М.В., Дмитриевский Л.Л. Фотостимулированный распад матниточувствительных дислокационных стопоров в кристаллах NaCl // Вестник ТГУ (серия естественнотехннческая). 1997. Т.2. № 1. С.101-103.

8. Головин Ю.И., Моргунов Р.Б., Жуликов С.Е. Магнитостимулкроваккое движение дислокаций под действием внутренних механических напряжений // Вестник ТГУ (серия естественнотехннческая). 1997. T.2. № 2. С.216-219.

9. Жуликов С.Е. Оптическое гашение магнитопластического эффекта в ионных кристаллах // Тезисы докладов конференции молодых ученых ТГУ им.Державина. Тамбов, 1997. С. 15.

10. Головин Ю.И., Моргунов Р.Б., Жуликов С.Е. Влияние постоянного магнитного поля на преодоление дислокациями короткодействующих препятствий в монокристаллах LiF // ФТТ. 1997. Т.39. № 3. С.495-496.

11. Галоши { Ю.И., Моргунов Р.Б., Жуликов С.Е., Киперман В А., Лопатин Д.В. Дислокационное зондирование состояния дефектов решетки, возбужденных импульсом магнитного поля в ионных кристаллах // ФТТ. 1997. Т.39. № 4. С.634-639.

12. Головин Ю.И., Моргунов Р.Б., Жуликов С.Е. Кинетические особенности движения дислокаций в ионных кристаллах, стимулированного импульсом магнитного поля // Известия РАН (серия физическая). 1997. T.61. № 5. С.965-971.

13. Моргунов Р.Б., Жуликов С.Е. Релаксация внутренних напряжений в кристаллах NaCl. стимулированная импульсом магнитного поля // Тезисы докладов IX Международной конференции "Взаимодействие дефектов и неупругие явления в твердых телах". Тула, 1997. С.113-114.

14. Golovin Yu.I., Morgunov R.B., Zlnilikov S.E. Optical spectroscopy of magnetosensitive centers and spin-dependent reactions between them // The Vtli International Symposium "Magnetic Field and Spin Effects in Chemistry and Related Phenomena". Jerusalem, 1997. P.77.

15. Головин Ю.И., MopiynoB P.ii., Иванов B.E., Жуликов C.E., Тютюипик A.B. Me-тастабильные состояния точечных дефектов в ионных кристаллах, чувствительные к слабому магнитному полю // Вестник ТГУ (серия естестиеннотехническая). 1997. Т.2. № 3. С.262-267.

16. Головин Ю.И., Моргунов Р.Б., Жуликов С.Е. Роль внутренних механических напряжений в магнитостимулированной подвижности дислокаций // Кристаллография. 199В. Т.43. № 3. С.1212-1215.

17. Головин Ю.И.. Моргунов Р.Б., Жуликов С.Е., Иволгии В.И. Фотовозбуждеиие магииточувствительиых точечных дефектов в ионных кристаллах // Кристаллография. 199S. Т.43. № 5. С.2220-2225.

18. Головин Ю.И., Моргунов Р.Б., Дмитриевский A.A.. Жуликов С.Е. Влияние света на магнитопластическин эффект в ионных кристаллах // Тезисы докладов конференции преподавателей и аспирантов ТГУ им. Державина. Тамбов, I99S.

риевский A.A., Ликсутин С.Ю., Баскаков A.A., Бадылевич М.В. Влияние магнитного поля на релаксацию метастабильных структурных дефектов и пластичность кристаллов // Тезисы докладов XXXIV Международного семинара "Актуальные проблемы прочности". Тамбов, 1998. С.53. 20. Головин Ю.И., Моргунов Р.Б., Иванов В.Е., Жуликов С.Е., Дмитриевский A.A. Электронный парамагнитный резонанс в подсистеме структурных дефектов как фактор пластификации кристаллов NaCl // Письма в ЖЭГФ. 1998. Т.6Х. № 5. С.400-405.

С.33.