Влияние ультразвуковой кавитационной обработки на механические свойства щелочно-галоидных кристаллов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

академия ншс ?ш

ИНСТИТУТ «ЙЗШШ ТВЕРДОГО ТЕДА

на правах рукошкп

БОРИСЕНКО Елена Борисовна

Уч. Я

Зхз.й

УДХ 534.89

ультразвуковой клшшцщшоя свршшя на ишзичнсккв свшсш [цаяочно-гллслдшл кристаллов.

Специальность 01.04.07 - физика твердого .тела

Автореферат диссертации на соискание' ученой степени' кандидата технических наук. '

Черноголовка 1992

а.

Работа выполнена в .Институте физики твердого тела РАН

Научный руководитель: кандидат финко-математических наук В. Н. Ерофеев

Официальные оппоненты:

доктор фазико-математичэских|наук А.А.Урусовская кандидат физико-математических наук А.'В.Горбушв

Ведущая организация: • Институт проблем технологии | микроэлектроники и особочистых материалов РАН, ' Черноголовка

Защита состоится сг.&хугЛ 1992г. в час.

на заседании специализированного совета Д003.12.02 при Институте физики твердого тела РАН по адресу: 142432, Московская область, п.Черноголовка, И8ТТ РАН.

О диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института физики твердого тела РАН.

Автореферат разослан

» /^«У 1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета доктор технических наук * М.И.Карпов

© Институт физики твердого тела РАН

ОБЩАЯ ХАРДКГЕРИСТШ. PAB0TU.

Актуальность теш. Интенсивное развитие различна отраслей новой тохкика, использующих лазэры ИК-диапазона, создает потребность отечественной проккдленности в материалах для проходной лазерной оптики.

Исследования, проведенные в области материаловедения, позволили отдать предпочтение кристаллам ZnSo и KCl при создании оптических элементов С02-лазеров. Селонвд цирка обладает вцсоюаи кохапичэскиля характеристиками и практически нерастворим в водэ, хлорид калия•обладает высскеки оптичезки-мя свойствами, его преимуществами текиэ является.дошевкзпа и технологичность. В отечественной; црошшютюста ишуск надежной оптики из 2nSe до настоящего врзиега пз нзлакзп, я в качестве материала для лазерной оптики приданяэтсц KCl. Однако низкая механическая прочность и пластичность хлорида калия являются основным препятствием использовании этого материала в серийном производстве оптичэских элежптоз для С02-лазеров.

Повншэние прочности кристаллов KCl достигается различными способами, наиболее распространенные! среда которых является легирование хлоридами доухвалептннх мэталлов г; горячее прессование. Но достигаемый эффект повшаопия прочности приводит к одновременному ухудшению оптических свойств в первом случае и нестабильности свойств, вызезнной рекристаллизацией после деформации - во втором.

Цель рзботц. Получение возмоаяоети повышения прочности и пластичности келочно-галоидннх кристаллов (ЩГК) При сохранении их оптических свойств за счет воздействия ультразвуковой кавитации па кристаллы. Для достижения поставленной цели в процессе работы решались следующие основные задачи:-

1. Исследование влияния ультразвуковой кавитационной обработки (УЗКО) на механические свойства щелочно-галойдкшс кристаллов: KCl, КВг, NaCl, Lli, KCliSr24, КС1:Са2+ с концентрацией лэгирущего компонента в интервале Ю~3-1Ж вес.

2. Разработка способа повышения прочности п пластичности

- 1 -

кристалла KCl с использованием УЗКО.

3. Установлошю связи между условиями ультразвуковой навигационной обработки и свойствами и структурой обработанных кристаллов.

4. Исследование влияния различшх параметров, характеризующих исходные ыатарлалы, на прочность к пластичность поело УЗКО.

Научная новизна результатов, полученных в работе:

- Исследовало ыияниэ ультразвуковой кавитацконноЕ обработки (УЗКО) на продол текучести (от), предел прочности (оп), предельную пластичность (бд) рада ЩГК.

- Впервые усыновлено > что УЗКО способна приводить к псвшга-ншо пластичности кристаллов KCl, KBr па 30-502.

- Вперзые показано, что шхаЕПческиэ' характерйстгаси прошдших УЗКО кристаллов щелочных галоидов зависят от амплитуда ультразвука, времени обработхш, параметров рабочей жидкости.

- Установлено, что величина аффекта посинения пластичности под воздействием УЗКО зависит от касткостд исходных кристаллов, концентрации в состояния двухвалентных катпоших прико-сэй и но зависит от исходной плотности дислокаций.

- Впервые исследовано развитие деформационной структуры исходах и проаедшнх УЗКО при различных режимах обработки кристаллов KCl на разных стадиях деформации вплоть до разрушения или образования поликристаллической структуры.

Практическая значимость работы:

- Впервые разработан способ одновременного повышения прочности и пластичности кристаллов KCl с помощью метода ультразвуковой навигационной обработки.

- Получены кристаллы KCl размерами 20x10x30мм, обладающие повышенной пластичностью, имеющие предел текучести, в 2-3 раза вышо, чем у необработанных кристаллов, и оптические характеристики, обычные для кристаллов KCl, выращенных из сырья марки "осч".

- Определены условия ультразвуковой кэвитационной обработки (интервал амплитуд и времен обработки в конкретных рабочих жидкостях), позволяющие повысить пластичность кристаллов KCl, КВг до 60-80% и вдвое увеличить еп кристаллов NaCl по сравне-

- 2 -

нив с исходкщйг.

На защиту- вмюсятся слэдувдио полояэния:

- Ультразвуковая кавитационная обработка способна приводить к посашоишо ат одних [НТК (КВг, KCl, NaCl) и к пошпюнпю предала текучести других (состаренных пэрод обработкой кристаллов КС1:Са2+, KCl:Sr2+ с содержанием лагарукщего компонента ж).1жв0о, li?).

- Под воздэЕстшгэм УЗКО повышается продольная пластичность кристаллов KCl; КВг; NaCl; КС1:Са2+, Са<0.12вес; KClrSr2"1", Sr<O.I^Eec.

- Установлены режимы УЗКО, позеолящие обеспечить повшпчние Gjj кристаллов KCl, КВг, liaCl в 2 раза и болоэ по сравнении с необработанными кристаллами.

- Среди параметров, влшпщях на способность кристаллов к пластификации под действием УЗКО, важнейшим является тзх жесткость.

- Разработан способ одновременного повышения прочности (от, оп)- и пластичности (Ед) кристаллов KCl с использованием УЗКО, при сохранении их оптических свойств.

Апробация работы. Основное содержание работа излогено в 8 публикациях. В хода выполнения работы ов результата докладывалась на 7-й Всесоюзной конференции по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов, Москва, 1987„на 4-м Всесоюзном соыянаро "Структура дислокаций и механические свойства металлов и сплавов", Свердловск, 1987, Всесоюзном семинаре "Пластическая деформация маторий&ов в условиях внесших энергетических воздействий", Новокузнецк, 1988, на 7-м Всесоюзном совещании "Кристаллические оптические материалы", Ленинград, 1989.

Структура к объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и приложения. Текст изложен на 112 страницах и сопровождается 38 рисунками, 14 таблицам. Список литературы включает 96 наименований.

Содержание работы.

- 3 -

Во вводэккп обосновала актуальность темы, сформулирована цель работы.

Первая глава является кратким обзором литературы. Основное вшэдашм здесь уделено рассмотрению работ, посвященных исследованию влияния ультразвука на структуру и механические свойства различиях материалов, в торвую очередь, целочно-галогуцшх кристаллов. Показано влияние различных условий ультразвуковой обработки на свойства и структуру кристаллов.

Рассматриваются результаты работ но исследованию влияния ультразвуковой обработки в кавитирующей жидкости на свойства п. структуру кристалловПоказано, что основное внимание в ' агтих работах уделэпо воздэйотвищ ультразвуковой кавитации на поверхностный елей обрабатываемых кристаллов. Приводятся результаты оцэнох величин давлений, оказываемых на кристаллы нри УЗКО, Сравнительная аиаляз результатов расчетов' показал хороЕое совпадение втях величин при различных способах оценки.

На основании проводаппого рассмотрения в конце главы сформулированы' задачи дессортацкошгай работы.

• Во второй глава пртЕэдоно описание методики выредаванзя' щелочно-галоодшк кристаллов из расплава по методу Чохральо-. кого, аппаратура для создания мощного ультразвукового поля, обеслечиващэго реким ковитацпк, "методики ультразвуковой Каштационной обработки (УЗКО'), методики механических испытаний кристаллов, ызтодики избирательного химического травлензя-и иетодаки поляризащюнно-ОЕТИчоских наблюдений деформированных кристаллов.

Для. исследования влияния УЗКО на механические свойства ЩГК выравнивались монокристаллы KCl, КВг, NaOl, LIT из сырья марки "ооч" и кристаллы KCl:Sr2+, КС1:Са2+ с содержанием лэгирущего компонента от 10~3до Нвес. Кристаллы вытягивались на затравку кз соответствующего монокристалла.' Такой способ шрацивания позволяет получать монокристаллы с заданной ориентацией <100>. Все исследуемые кристаллы вытягивались йз расплава со скоростью I0f,M/48c. Ультразвуковая кави-тационная обработка осуществлялась при использовании установ-

кн, разработанной d 1КЯТ РАН . Установка позволяет реализовать следующие параметры:. диапазон рабочих частот 16-24 кГц, дявпазон плавного изменения выходной мощности от 0 до 2 кВт, суиларпый коэффициент гармоник в спектре бнходпого сигнала меное 23. Максимальная относительная погрешность ультразвуковых гаощонкй пе просыпала 1%. В настоящей работе была исполь-г-озсш амплитуды ультразвуковых колебаний,5мкм, ICtat, 20мш. Установка работает следующим образом: электрическое Есзбувдэ-ЕК9 мащитостржсциошюго преобразователя осуществляется от ультразвукового генератора, расположенного в блоке управления и регистрации и контроля дашшх. Зтст блох обеспечивает заданные параметры эксперимента, стабильность частоты. Упругая волна ультразвуковой частоты от магштостриктора подводится к аолаоводной излучающей системе и передается через нее в гвд-кость. Укззаннш значения агяшггуд обеспечивают рогам развитой кавитации в керосине и гептане, которые служили рабочими гавдсостам в эксперименте. Выбор жидкостей для обработки ЩГК обусловлен тем, что исследуемые кристаллы не рвстворяются в этих еидкостях во вступают с пита в химическое сзашодейст-еяэ. Образца для исследований выкалывались из выраженных красталлоз но плоскостям спайности (100) , либо внрэзались пзтяной пило®. Размеры образцов составляли 20x10x30 ш. Затем .прогодился изотермический отетг образцов при температурах 0,7-0.8 Тцд, (где Тга -тешоратура плавления) для снятия внутренних напряжений- , возшашщях при выращивании кристалла. Образцы откспгаля в течение 7-8 часоз. ° Образцы для механических испытаний выкалывались по плоскостям стайности (ICO),- их размера составляли 3x3x1 Ом, образцы дефрккрйвапя скатаем в направлении COOI1 вдоль длинного' ребрэ прямоугольной призмы. Деформацию проводили на калашэ "In3tronR при комнатной температуре со скоростью ЮОгашАшн. Механические свойства исследуемых кристаллов характеризовались продолом текучести от , продельной деформацией e¿. Эта характеристики определяли по кривой напряжение-деформация. За начало пластической деформации и предел текучоста па диаграмме считали точку пересечения линейных участков, соответст-

- 5 -

вутащх упругой деформации г стадам I легкого скольжения. Под пределом прочности исходных образцов од понаыаж то напряжение- , црм котором в образца появляется трещины, что отрезается на дааграше а-е падением напряжения. Деформацию, отвечающую оп, считали предельной ~еа.

- Дея выявления дислокаций в исследованных ЩГК были использованы универсальны^ травите ли. Применявшиеся травители выявляют как ростовые, так и свекле дислокации. Соответствие ямок травлешш дислокациям было проверено для всех кристаллов сравнениеы зеркальных поверхностей скола . а тагаз с.помощью щвдэеданал двз?х разных травителей на двух поверхностям скола.

В третьей главе • проедены Бксперашеятальные результата по исследование воздействия ультразвуковой кавитации на механические свойства монокристаллов KCl, КВт, NaOl, LIP, а твк-se лэгьровашшх кальцием шш стронцием кристаллов KCl с ионцеЕтрацЕяда легирующего компонента в интервала. I0_3-Ifeec. Мссдэдовенио влияния ультразвуковой обработки на предел текучести ИСК разной иэсткости от L1P до КВт проводили при . нескольких значения! шплитуда ультразвуковых колебаний,. выше некоторого порогового значения, при которой возникает ультра-ввуковвя кавитация в рабочей аидкости Ш. 'Длительность обработки также бдла различной.' Наибольшая продолжительность "озвучивания* не превышала времени,- за которое в кристаллах HaCl появлялись. трещины, развитие которых при» дальнейшем воздействии ультразвука приводило к разрушению-по плоскостям ■гада {100}. На рис.1 представлена зависимость предела текучести кристаллов KCl от. времена кавдтацвоннай обработки t при различных амплитудах ультразвука С. Видно, что упрочнение тем выше, чем больше амплитуда смещений торца излучателя и время обработка . Насыщение на кривых aT(t) наступает одновременно для различных ашлитуд ультразвука . Подобный вид зависимости a5(t) наблюдается у кристаллов HaCl и КВт. В отличие от более мягких кристаллов KCl, КВт, NaCl кристаллы L1F под воздействием ультразвуковой кавиташонаой обработки незначительно (примерно на 103 исходного значения ат) разупрочняются.

Влияние ультразвуковой кавитационной обработки на пластич-

» . ,

- 6 -

иость исследованных пэлочпо-га-топдгшх кристаллов' пзучага с поыоиьв полученных в работо кривых деформации. Анаятз крявнг деформзцяи позволяет устапсвнть связь мэдау рэш:.:ом обработки и дараметрши кривой е-е: протяженностью стадий, когЕфпцпвн-тами упрочнения на разных стадиях, средэльзши значепиягж папряггоштй и деформаций. Результат анализа для !крпстаалоз KCl поквзали, что повышение еп связано с удлиненном статей ' И и III

Рис Л Зависимость продела текучести кристаллов К01 от предки ультразвуковой яавитацкопной обрабзтгсз; I- £« Баки, 2- £= 10.ггсм, 3- S= 20кам, рабочая жадегость-пштап,.

и о умэныаениэм коэффициента упрощения В^.^ТсблЛ)..

Однако, в отличие от исходных кристаллов,- у, которнх на второй стадии о линейно зависит от с, у обработанных ультразвуком кристаллов упрочнение па второй стздпа, эдот с'пзроиэн-пым значением е^. Его величина, привзденная в табл.1, соответствует началу параболического участка стадии II для' какого образца. Например, для кртсталло'в с ростлом обработки 5 =Бмкм; t =Шяш. коэффициент упрочнения, расчитсппый по углу наклона касательной к кривой G-Q в точке перегиба на второй стадии, составляет 3.9»I0~3G, где G- модуль сдвига для системы скольнения типа {И0}<110>. Вычисленный тагам же образом вт-r для образцов, обработанное при той же амплитуд в течение

- 7 tí

30 шт., составляет 3.2»I0"3G. Показано, что зависимость Sjj(t) при заданной амплитуде ультразвуковых колебаний являет -ся немонотонной. При увеличении времени обработки ваше некоторого значения, соотвотствукщего £пшах. пластичность обработанных кристаллов спивается; оп таксе немонотонно изменяется со врошнем. Максимальное' предельное надрягэкие а^^ в 2 раза провааавт предел прочности исходпого кристалла. Время обработки;, за которое достигается максимальная пластичность обработанных кристаллов, и величина зависит от ампли-

туда ультразвуковых колебаний. Чем выше тем короче время достккшшя Ejj1^ (Рис.2). Анализ диаграмм деформации показывает, что уыеныаеиш пласгггаюсти обработанных образцов со врвкопем обработки происходит, в основном, за' счет сокращения стадий II и III.- Из таблД такае видно, что при одном.и том Ей времени обработки протяженность стадий II и III уменьаает-ся с увеличением емшштуда ультразвука. При этом, коэффициент . упрочнения, растатанный указанным ваше способом, повышается с ушлетенЕеи.ЁШлгтуды ультразвуковых колебаний. Анализ'представленных в геблЛ данных позволяет заметить, что 8jj дзмэ-кядтся немонотонно со временем кавитационной обработки. Зава-сикость 6jj -от. $_шеэт минимум, отвечающий .режиму достижения максимальной' пластичности- образцов. Под воздействием ультразвуковой кавитаций изменяется пластичность кристаллов' KCl, iffir и ilaCl, находящихся й каштируэдей аидкостн. Установлено, что вид зашсашсти en(t) одинаков для. горечислонвых кристал-», лев. Показано, что пластичность обработанных кристаллов-зависит от. жесткости исходных. кристаллов-, от времеци обработки, амплитуда ультразвуковых колебаний, ориентации 'кристалла при обработке, параметров рабочей жидкости.-

• Исследование влияния исходного состояния кристаллов на изменение, их свойств под-действием УЗКО показали, что на от, е^ обработанных образцов оказывает влияние чистота исходных материалов, состояние примеси в них, которое мокет изменяться в зависимости от условий предварительной термообработки. Установлено,, что механические свойства прошедших' УЗКО крис-

- а -

таллов на зависит от плотности дислокаций в исходных образцах. Проведенные ' исследования свидетельствуют о том, что в случае кристаллов KCl, выращенных из "осч"-сырья (общее содэр-накиэ примесей- .0»Ю~3Ж), различные условия предварительной ' термообработки оквз'ывют влияние на величину -изменения ея под действие)* УЗКО, нэ влияя па вцц зависло с той e^t), oT(t). Среди кристаллов, прошедших предварительный отжиг с последующи* медленным охлсадением, закажу после отгсгга от 0.3Т,Ы, старение при комнатной температуре пзибольиая пластичность после УЗКО наблюдалась у закаленных кристаллов. Их предельная деформация посла-обработки в рехиме î=5kkm, t=ICtaH превышает В0%, тогда как у состаренных образцов, при тех. же условиях УЗК05 Ejj^OS.

В случае легированных кальцием или стронцием кристаллов КС! условия предварительной термообработки влияют' не только на величину предела текучести и предельную деформацию "озвученных" Образцов„ От них зависит также вид кривых aT(t), ^(t). ■ В отличие от случая чистых кристаллов KCl и закаленных 'лега-ровапных кальцием или стронцием образцов, ат состаронных кристаллов' о содержанием легирующего ккягапента > 0Л"вэс убывает со временем УЗКО.

Под воздействием ультразвуковой кавитации изменяется пластач-, юсть кристаллов KCl , легированных катионами кальция ц стронция. Значений предельной пластичности обработанных кристал-

Ol Ol

лов КС1:Са и KClrSr** зависит от амплитуда ультразвуковых смещений и от времена обработки. Зависимость ^ от этпх параметров наблвдалась к для чистых кристаллов KCl. Одиско ,в случае легированиях кристаллов эффект пластафшацин в 4-5 раз меньше (при концентрации примеси IO_Iteec.) и убывает с увеличением йояцвнтрвщш легирующего ксгагоконта (Рис.3).

Пскезепо, что под воздействием■ультразвуковой кавнтационной обработки меняется плотность дислокаций (рд) по всему oûtersy образца, но наибольший рост ее заметен в приповерхностном слое, глубина которого достигала 250мкм в исследованном интервале рэшмов обработки. Изменение рд зависит от амплитуды ультразвука (?) и времени обработки^). При больших амшету-

дах (5 >20ты) за время, праваиакаое ЗОмш. в образцах К01, НВг, WaCl развивались полосы скольвоння.'

. Структуршю'исследования показали, что деформационная структура кристаллов KCl, прошедших УЗКО в исследованном интервала шиштуд ультразйуковых колебаний и времени обработки, соответствует более однородному протекания- деформации, чем б необработанных образцах. Сопоставление данных о деформационной структуре кристаллов KCl, полученных с помощью химического травления и толяризационно-опгичошсих наблюдений деформированных образцов с рэзультатами механических испытаний позволили показать, что наиболее однородная деформацпон-ная структура соответствует достижению на рао.2. В ходе деформации таких образцов одаооснам сжатие!,! по <001 > при комнатной тоышратурэ образуется подшфисталлкче окая структура с размером зерна 10-12мкм при е*80%. - 1 Такал структура деформированного кристалла не является стабильной. С течением времени при комцатней/тзнпературэ происходит рекристаллизация деформированных посла УЗКО образцов KCl. В процессе рекристаллизации формируется крупнозернистая структура с размером Берна > IOQmkmJ

Четвертая глава посвящена обсуядонкю зкеперименталь-шх результатов по влиянию ультразвуковой кавитационной обработки на механические свойства исследованных ЩГК. Полученные зависимости от(t) для ряда ЩГК: KCl, КВт, НаС1 показывают, что предел текучести исследованных кристаллов повышается под воздействием УЗКО.

Обычно, повышение предела текучести в кристаллах по; воздействием ультразвука связывают с повышением концентрации точечных дефектов при "озЕучизашш". Проведенные в настоящей работе измерения ионных токов и предела текучести отояженнш после УЗКО кристаллов KCl, NaCl позволили показать, что повышение продела текучести кристаллов после УЗКО обусловлен увеличением концентрации точечных дефектов в этих кристалла: под действием кавитационной обработки.

Проведенные исследования позволили предположить, чт< влияние УЗКО на вид кривых деформации при различных режима:

обработки, .а таКгэ яемонотокная зависимость от времени обработки 8ц, Оц,-0т£. могут быть обусловлены двумя конкурирущими процессами: возникновением подвитых дислокаций и накоплением точечных а линейных дефектов в кристаллах в процессе обработки. •

.Проведена оценка давлений , оказываемых на поверхность кристалла при его УЗКО. Использованная модель движения граница пузыря, несимметрично схлопывавдегося у твердой стенки,

Таблица I

Влияние ультразвуковой обработки в давитпрувдей хидкости на параметры JjtpiiEca деформации кристаллов КС1*.

рахий обработки 5.ЫКУ t.MHH ориэнта ция ¿Sj ' % еИ % SIII % еи •I0"3G ®П % °П КГ/И,!2

без обработки <1С0> . 4 4 . 15 4.4 35 2.5

5 30 <I0Q> 0.5 0.5 36 3.1 70 3.6

5 60 <100> 1.5 1.5 17 3.9 45 3.1

5 10 <ИО> I I 37 60 3.8

5 30 <П0> 0 0 35 3.2 70 3.5

5 60 ; J <1Ю> 0 0 40 3.2 7(3 3.3

10 5 <:100> 1.5 1.5 18 4.9 45 2.9

10 1С <100> 1.5 1.5 28 5.8 60 2.8

10 30 <100> '3 ' 3 25 7.5 35 4.2

»Кристаллы подвергались отжигу перед УЗКО при 0,6 1Ш в тече ние 2х часов с последупдим медленным охлаждением. УЗКО

проводилась в гептане.

1 й ' 35 1 (Ь

. . • t,im

Рис .2 Зависимость предельной 'деформации кристаллов KCI от вромепи ультразвуковой кевктацнопной обработки: I- £=5мк?.!, ориентация <100>, рабочая аздкость керосин; 2- 1йлкы, ориентация <10С>, рабочая сидкость гептап;3-Е=5 ш, ориентация <100>, рабочая адкооть-гептан.

WWVI 8

lg С (йвос)

ТРис.З Зависимость предельной деформации от концонтрацшз логп-руодзго компонента (Sr2*):1 I- необработанный кристалл,. 2- £= t- лОмяе.

позволила дать оценку давлений для конкретных условий вксга-рнментз: кавлтацшг в керосине при агшшгудз илгэ порогового виачония начала кайзтгцш и частоте- 191сГц. Сопоставление расчетных значений касательных напряжений в плоскости сколь-хения исследуемых кристаллов, создаваемых давлением от бхло-шващихся пузырей (Рс), с экспериментальными значениями напряЕешш сдвига в ЩГК fT= а^/2 показало, что панотпоо повнпение после УЗКО наблюдается у тех кристаллов, для которых ото соотнопепиз болшо единицы. Наибольшее е^ поело УЗКО наблюдается у кристаллов ICC1, Jfflr, для которых Pc/V3. Кеинпм значениям РСАГ соответствует мэньпг.я величина сФХакта ногаженая пластичности крпсга;шов под дойствесм УЗКО. Длл кристаллов ХС1:Са2+, г=0.1£Са, K01:Sr2+, ^OJÄSr, LIP, для которых это соотпопеяке меньше единицы, повышпня вд в псс-ледовшнсм интервале ? и t но наблюдалось.

Сравнительный анализ знсперютитальпых значений ^ различных кристаллов после УЗКО и оттесняй Рс/тт для этих кристаллов позволил предположить, что умэньшешэ влияния ультразвуковой кавитации на пластичность обработанных кристаллов с увеличением их кзеткоста обусловлено тем, что чем гестчэ исходной кристалл, тем коньге концентрация активных источников дислокаций, еопникеенци при обработав в кавнтЕру»-щой среде. Показано, что возможной причзшой увеличения одио-родности;деформащщ, которая приводит к паштета) Eg после УЗКО, является увелиопие концентрации источников дислокаций под действием ультразвуковой кавитации.

Общие вывода

1. Установлено, что под воздействием ультразвуковой кавпта-ционной обработки (УЗКО) повшазтея продел текучести (от) кристаллов KCl, КВг, NaCl, закаленных кристаллов KCl:Ca2+;KCl;Sr2+ о содержанием легирующего компонента ^ЮТЧвео, Предел текучести кристаллов ЫР, состаренных'кристаллов КС1:Са2+, KC^Sr2* с содержанием легирует,его кошонеп-та Явес.понижается под действием ультразвуковой кавитации. Показано, что повышение о_ связано с увеличением кон-

центрации точечных дефектов под воздействием УЗКО.

2. Впервые было установлено, что УЗКО способна приводить к увеличению предельной пластической деформации при сжатии (еп) кристаллов KCl, КВг на 30-50S. Величина эффекта пластифпсации зависит от времени обработки t, амплитуды ультразвуковых колебаний параметров рабочей жидкости.

3. Показано, что для ЩГК характерна немонотонная зависимость Sjjtt). Она-представляет собой кривую с максимумом е^*. Аналогичный вид имеет зависимость предела прочности an(t)

для кристаллов KCl, КВг, NaCl. Зависимость коэффициента упрочнения на второй стадии Qjj- имеет минимум. Под воздействием УЗКО изменяется вид кр:шых деформации кристаллов KCl, КВг - первая стадия сокращается со временем обработки, упрочнение на второй стадии идет нелинейно в отличие от исходных кристаллов.

4. Показано, что возмокной причиной повышенной пластичности обработанных в кавитирущёй кидкбсти кристаллов является то, что деформация в них протекает более однородно, чем в исходных.

5.Немонотонный вид зависимости вдШ обусловлен конкурирукзщ-ш процессами : рождением свезих дислокаций и накоплением .линейных и точечных дефектов в процессе УЗКО. С этими процессами связано и наблюдаемое.уменьшение величины е"ах с увеличением амплитуды ультразвука.'

6. Проведен оценочный расчет давлений, оказываемых на поверхность кристаллов при их УЗКО. Показано, что о способности материала к пластификации под воздействием УЗКО можно судить по отношению этих давлений к значению предела текучести.

7. Установлено, что эффект пластификации уменьшается с увеличением жесткости кристаллов в ряду KCl, КВг, NaCl, LIP.

8. Под действием УЗКО повышается пластичность кристаллов KCl, легированных кальцием и стронцием. Увеличение жесткости' кристаллов за счет легирования приводит к уменьшению эффекта пластификации, подобно тому как это происходит при увеличения кэсткости в. ряду нелегированных кристаллов KCl, ХВг, NaCl, LIP.

9. Способность материала к пластификации под поздейстппсм УЗКО зависят от факторов, шиягагас на распредолзцие естоют-ков дислокаций. Поэтому важным параметром исходного материала является нэ только концентрация прикесой, но и эо состояние в кристалле, котороо монет изгоняться в зависимости от условий выращивания, термообработки.

10. Разработана- технология УЗКО щвлочно-галоидшк кристаллов, позволившая получить кристаллы KCl, лмсзядэ предел текучести 3.5МГ1А, что в 2.5 раза просыпает значение от исходных, кристаллов, обладала повывенной пластичностью (предельная деформация при сжатии при комнатной температуре 'ссстззллэт 60-80S) и сохраняющие высокую оптическую прочность

и вксскоэ значение. коэффициента пропусхзпля па уровне соответствующих значений для исходных кряст&'уюв. Технологические испытания линз из кристаллов KCl, прошэдах УЗКО, показали, что по техническим характеристикам лкнзы удовлетворяют трзбо-заняям работоспособности лппз для технологических лагерных установок.

Основное содержанио диссертации опубликовало в следующих работах:

1.Абрамов О.В., Борисенко Е.Б„, Ерофеев B.IL Пласткфгпюцяя кристаллов KCl под действием ультразвуковой кавитационной обработки.- ДАН СССР, 1989, т.308, ГО, C.1119-112U

2.Абрамов О.В., Борисекко Е.Б., Ерофеев В.Н. Повышенна пластичности щэлочло-гэлондшп: кристаллов иод действием ультра-зву1совой кавитационной обработки.-. Материалы 7-й Всесоюзной конференции по ультразЕуковкм методам интенсификации технологических процессов, М.,МИСлС, 1987.

3.Борисенко Е.Б., Ерофеев В.Н., Абрамов О-В. Высокая пластичность кристаллов, вызванная ультразвуковой кавитационной обработкой.- Тез.док. 4-го Всесоюзного семинара "Структура дислокаций и механические свойства металлов и сплавов", Свердловск, 1987, с.195.

4.Борисенко Е.Б., Ерофеев В.Н. Повышение прочности и пластичности ЩГК, вызванное ультразвуковой кавитационной обработкой.- Тез. док. Всесоюз. семинара "Пластическая деформация

материалов в условиях внешних энергетических воздействий" Новокузнецк. 1968., C.II95-II98,

б.Еалякин G.H., Борисенко Е.Б., Ерофеев В.Н.4 Кистерев 3,В Способ обработка щелочно-галовдаых кристаллов.- А.С НЛ590485 (СССР), 1990.

6.Борисенко Е.Б., Ерофеев В.Н., Кистерев Э.В. "Пластичкост сдалочпо-гаяоадшгх кристаллов поола ультразвуковой кавитацион пой обработки.- Препринт, Черпоголовка, 1989, ISc.

7.BorlsenIco Е.В., Erofeer V.N. Influence or of ultrasonl treatment ca strength ana plastisity.- Symposium of physic of optical crystals. Abstracts, Budapest, 1989, p.66.

в.Борисепко Е.Б., Ерофеев B.H. Влияние ультразвуковой обр< Сотки но прочность и пластичность ЩГК.- Тез. док. 7-го Во союзного совещания "Кристаллические оптические материалы Л., 1989, С.281.