Влияние взаимодействия когерентных границ раздела на физические свойства сегнетоэластиков, сегнетоэлектриков-сегнетоэластиков тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

На правах рукописи

МОИСЕЕВ СЕРГЕЙ ИГОРЕВИЧ

ВЛИЯНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОГЕРЕНТНЫХ ГРАНИЦ РАЗДЕЛА НА ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СЕГНЕТОЭЛАСТИКОВ, СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКОВ-СЕГНЕТОЭЛАСТИКОВ

Специальность 01.04.07 - Физика твердого тела

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Воронеж - 1998

Работа выполнена в Воронежском государственном техническом университете

Научный руководитель

доктор физико-математических наук, профессор Нечаев В.Н.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор Даринский Б.М.

доктор физико-математических наук, доцент Свиридов В.В.

Ведущая организация Воронежский государственный университет

Защита состоится 23 июня 1998 г. в 14-00 часов на заседании диссертационного совета Д 063.81.01 при Воронежском государственном техническом университете по адресу: 394026, Воронеж, Московский просп., 14, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного технического университета.

Автореферат разослан мая 1998 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

Горлов М.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одной из центральных проблем физики твердого тела в настоящее время является исследование кристаллов с неупорядоченной структурой, к числу которых относятся кристаллы, содержащие различные дефекты кристаллической решетки. Это обусловлено тем, что именно дефекты структуры определяют термодинамические, электрические, механические свойства кристаллов, поведение их во внешних полях и другие, важные для практических приложений характеристики.

Теоретически наименее изученной частью данной проблемы является задача исследования условий формирования и перестройки под действием внешних воздействий гетерофазных, полидоменных структур, влияния на них дефектов кристаллического строения, расчет термодинамических свойств и кинетических характеристик полидоменных систем. Решениеэтой задачи позволило бы провести анализ и интерпретацию результатов многочисленных экспериментальных исследований, предсказать новые эффекты и в значительной мере продвинуться в построении термодинамики и кинетики реальных кристаллов. Кроме того, это наметило бы пути направленного электрического и механического воздействия на структурный фазовый переход с целью получения в материале различных гетерофазных структур, а в конечном итоге - создание конструкционных материалов, обладающих заданными электромеханическими свойствами, прогнозированным поведением в различных внешних условиях. Таким образом, изучение физических свойств полидоменных структур и, в частности, динамики доменных границ, является чрезвычайно важной и актуальной задачей как фундаментальной, так и прикладной физики.

Первые работы, в которых исследовались динамические свойства границ раздела, появились в шестидесятые годы и основывались на "осцилляторной", или "мембранной", модели доменных границ. В виду грубости подобных моделей эти теории имели ограниченную область применимости и были способны лишь качественно описывать отдельные аспекты динамики границ. Другой подход к описанию динамики доменных границ - микроскопический - основан па решении нелинейного динамического уравнения для параметра порядка с соответствующими граничными условиями. Но в силу значительной сложности решения подобных уравнений, этот метод является фактически неработоспособным, поскольку позволяет исследовать лишь простейшие динамические задачи, не имеющие сколько-нибудь значительного практического значения. В то же время был накоплен огромный экспериментальный материал, для интерпретации которого требовалась какая-то существенно новая и оригинальная теория. Ею стала самосогласованная теория доменных и межфазных границ, разработанная А.Т. Косиловым, В.Н. Нечаевым, А.М. Перевозниковым и

А.М. Рощупкиным в конце 80-х годов. На ее основе были описаны динамические свойства одиночных границ в сегнетоэлектрических и сегнетоэластнческнх кристаллах (с хорошим совпадением с экспериментальными данными), влияние на кристалл внешних воздействий и другие эффекты. Однако в этих работах не учитывалось взаимодействие между границами, эффект от которого в кристаллах с сильно развитой доменной структурой порой носит, как показывает эксперимент, основополагающее значение.

Восполнить этот пробел есть цель данной работы: установить механизмы влияния взаимодействия границ раздела на физические свойства сегнетоэластиков, сегнетоэластиков - сегнетоэлектриков.

В соогестствии с целью в работе были поставлены следующие задачи:

— исследовать собственные колебания ансамбля взаимодействующих двойниковых и когерентных межфазпых границ;

— исследовать механизмы затухания изгибных колебаний ансамбля доменных границ в еегнетоэластиках, сегнетоэлектриках-сегнетоэласгиках;

— исследовать распространение ультразвука в полидоменных еегнетоэластиках;

— исследовать движение дислокаций в кристалле с ансамблем взаимодействующих границ раздела;

— исследовать изгибные колебания доменных границ в магнитном ноле.

Научная новизна. В работе впервые получены уравнения, описывающие изгибные колебания ансамбля взаимодействующих двойниковых и когерентных межфазных границ в кристалле, проанализирован спектр изгибных колебаний ансамбля границ раздела.

Впервые исследована динамика ансамбля взаимодействующих доменных границ в диссипативных кристаллах. Рассмотрены следующие механизмы: термоупругое и вязкое затухание ансамбля двойниковых границ; затухание, обусловленное тепловым эффектом при фазовом превращении, и вязкое затухание ансамбля межфазных границ; затухание, обусловленное электрокалорическим эффектом, термоупругое и вязкое затухания ансамбля доменных границ сегнетоэлектрических кристаллов.

Впервые исследовано рассеяние звука и динамическое торможение дислокаций вследствие возбуждения затухающих изгибных колебании ансамбля когерентных границ раздела.

Впервые исследовано влияние магнитного поля на изгибные колебания доменных границ.

Основные положения и результаты диссертации, выносимые на защиту:

1. Дисперсионное уравнение изгибных колебаний ансамбля взаимодействующих двойниковых и когерентных межфазных границ в кристаллах.

2. Дисперсионные уравнения изгибных колебаний ансамбля доменных границ в диссипативных кристаллах для различных механизмов затухания колебаний границ: вязкого, термоупругого, обусловленного тепловым эффектом при фазовом превращении, обусловленного электрокалорическим эффектом. Зависимости коэффициентов затухания от волнового вектора, частоты и характеристик кристалла.

3. Зависимости коэффициентов затухания звука и динамического торможения дислокаций в полидоменных кристаллах вследствие возбуждения затухающих колебаний когерентных границ раздела от параметров структуры и характеристик кристалла.

4. Дисперсионное уравнение изгибных колебаний доменных границ в магнитном ноле. Спектр изгибных колебаний границ в магнитном поле.

Практическая и научная значимость работы. Данная работа является необходимым этапом в исследовании структур гетерогенных кристаллов. Предложенные в работе теоретические представления и сделанные выводы представляют собой базу для дальнейшего теоретического и экспериментального изучения динамических свойств этих кристаллов, целенаправленного воздействия на их структуру с точки зрения различных технических приложений и получения в перспективе кристаллов с заданными физическими свойствами.

Полученные в работе результаты позволяют интерпретировать данные ряда экспериментов (например, внутреннее тренне в полидоменных кристаллах, рассеяние ультразвука в гетерогенных структурах, влияние магнитного поля на динамику границ) и стимулируют дальнейшие экспериментальные исследования в этой области. Анализ экспериментальных данных на основе полученных в работе результатов открывает принципиальную возможность получения важной информации об особенностях реальной структуры кристаллов.

Апробация работы. Основные результата диссертации докладывались и обсуждались на Мезкдународном семинаре «Релаксационные явления в твердых телах» (Воронеж, 1995); Всероссийской конференции по физике сегнетоэлектриков (Иваново, 1995); Международной конференции «Действие магнитных полей на пластичность и прочность материалов» (Воронеж, 1996); «7th International Seminar on Ferroelastic Physics» (Казань, 1997); IX Международной конференции «Взаимодействие дефектов и неупругие явления в твердых телах» (Тула, 1997); еже-

годных научных конференциях и научных семинарах сотрудников Воронежского государственного технического университета.

Публикация результатов. По теме диссертации опубликовано 12 работ, из них 5 статей и 7 тезисов докладов указанных выше семинаров и конференций.

Личный вклад автора. Диссертантом самостоятельно получены, обработаны и проанализированы все основные результаты, выносимые на защиту. Автор также участвовал в их обсуждении. Постановка задач и определение направлений исследований выполнены научным руководителем д-ром физ.-мат. наук, проф. В.Н.Нечаевым.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Она содержит 136 стр. машинописного текста, в т.ч. оглавление и список литературы из 156 наименований, 38 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении определена тема и цель диссертационной работы, показана актуальность, важность проблемы, научная новизна и практическая ценность. Сформулированы положения, выносимые на защиту. Предоставлены данные по апробации результатов работы.

В первой главе получен и исследован спектр собственных колебаний ансамбля двойниковых и межфазных границ с учетом их взаимодействия друг с другом.

В первом параграфе изложен краткий обзор состояния проблемы, показано преимущество самосогласованной динамической теории когерентных границ раздела [1-4] при описании динамики границ перед другими подходами.

Во втором и третьем параграфах, в результате совместного решения уравнения Бельтрами, обобщенного на динамический случай и на случай несовместных деформаций [5] и уравнений движения каждой границы ансамбля с учетом граничных условий к ним, получены дисперсионные уравнения, описывающие изгибные колебания ансамбля когерентных границ раздела

sin2 ejví^ёт+0 - \J\-?WQ{iq - ^ёвю]J+

а)

Здесь 0 - безразмерный параметр, имеющий смысл угла между вектором пластического сдвига S и инвариантной плоскостью и определяющий тип границ: 6=0 отвечает двойниковой границе, 0=7с/2 соответствует превращению с чисто дилатаци-

оннон деформацией; <р - угол между волновым лектором к и осью Ох, - о)/кс, -V/с, - относительная скорость распространения волны; с,/ 1-2у

у - '/ -----параме тр, зависящий от упругих характеристик кристалл; с, -

/ с! 2(1 - V)

скорости продольного и поперечного звука; V - коэффициент Пуассона. Функция 0(х) учитывает взаимодействие границ. Например, для одиночной границы О(х) 1; для двух 1рани1!, расположенных па расстоянии а друг ог друга

О(х) = 1 ±ехр(-А«\!1 - х' ) ; для бесконечного числа периодически расположенных с

периодом а границ 0(л) =

иерхнии знак соответствует случаю

1 + ехр(~ка^[\ - х1)

синфазных колебаний соседних границ, а нижний - аптнфазных. В невозмущенном состоянии границы параллельны плоскости (х.у). иектор пластического сдвига 5 лежит в плоскости (х.7.).

Зависимости относительной скорости распространения упругой волны полученные в результате численного решения уравнения (1) для случая бесконечного числа периодически расположенных с периодом л границ раздела, приведены на рис.1. При волновых числах к~1/а обнаружено аномальное поведение фононного спектра; для синфазных колебаний - смягчение р. случае двойниковым границ и увеличение жесгкостн системы в случае чисто дилапщионных деформаций; для анти-

Синфазные колебания

Антифазные колебания

д=ка

5=ка

Рис. 1. Спектр изгибных колебаний ансамбля доменных границ

фазных колебаний, наоборот - смягчение спектра при чисто дилатациоипых деформациях и увеличеиие ясеегкости для деформаций двойникованием. Эти эффекты зависят от упругих характеристик кристалла: с уменьшением параметра у нее эффекты проявляются в меньшей степени.

Смягчение фонониого спектра, возможно, является ответственным за высокотемпературную сверхпроводимость, т.к. имеются основания думать, что "мягкие" фононные колебания, соответствующие малым с;, облегчают образование куперов-ских пар и, тем самым, могут поднят!, температуру сверхпроводящего перехода. В частности, именно такой механизм рассматривается в [6,7].

Ко нторой главе рассмотрены основные механизмы затухания изгибных колебаний ансамбля доменных границ.

В первом параграфе приведен краткий литературный обзор проблемы.

Во втором параграфе исследовано затухание изгибных колебаний ансамбля взаимодействующих двойниковых границ, обусловленное вязкостью кристалла. Вследствие зависимости фононных частот кристалла от деформации, при прохождении через него упругой волны изменяется равновесная заселенность фононных состояний, что приводит к возникновению процессов, стремящихся восстановить равновесие и сопровождающихся диссипацией энергии упругой волны.

Дисперсионное уравнение колебаний двойниковых границ с учетом вязкого затухания получалось путем введения в дисперсионное уравнение для иедиссипа-тивного кристалла (1) комплексных скоростей звука

с,2 = ^ = с) -2кх,(о; с? = -2кх,в>; ц=ц—/ют); А. + 2р1= А, + 2(1-/га+ — г\),

Р Р 3

где А /1 - коэффициенты Ламэ; два отличных от нуля в изотропном случае коэффициента вязкости, р - плотность вещества кристалла; И|, о, - коэффициенты затухания продольного и поперечного звука.

Коэффициент затухания находился из решения полученного уравнения стандартным образом: р = -1шт = -с,Л 1т£,, где <о имеют смысл полюсов функции Грина границы. Зависимость коэффициента затухания р от направления распространения упругой волны ф и расстояния между границами а представлена па рис. 2.

Коэффициент затухания максимален при распространении упругой волны вдоль вектора сдвига Л' и зависит от частоты: р~юг.

В третьем параграфе рассмотрен другой механизм затухания изгибных колебаний двойниковых границ - гермоунругое затухание. При неоднородном адиабата-

Р/

пП

ó=ka

Рис. 2. Зависимость коэффициента затухания, обусловленного вязкостью кристалла Р от параметров <р, 8,тле Р„ = yJ(a, -а,у2}кг

ческом деформировании крисгалла отдельные его участки приобретают различную температуру, выравнивание температур вследствие теплопроводности, как известно, сопровождается диссипацией энергии. Учитывая термоуиругие напряжения в уравнении Бельтрами и решая последнее совместно с уравнением теплопроводности, находим вклад в дисперсионное уравнение (1), соогоетстауювднй термоупругому затуханию:

v'2(Vicos2 (р )Г

,4Лй1 ■ --'^Р [у2 Ч/ТГУ 'V" СЫ) -JÍ-? аЦ +'

I-

('Xv--'- ''>. (2)

%к 2 1 + V2 Та' , . ,„

где I =—; Аа~----ц--; - коэффициент температуропроводности; Г -

с\ 9 1 - V С„

температура кристалла; а - коэффициент теплового расширения; (I - модуль сдвига; Ср - теплоемкость кристалла при постоянном давлении; VаЛ- адиабатический коэффициент Пуассона.

Результаты численных расчетов коэффициента термоупругого затухания [), полученного из решения (1) с учетом (2), представлены на рис. 3.

Для типичных кристаллов коэффициент термоупругого затухания по порядку величины равен коэффициенту затухания, обусловленного вязкостью крисгалла, и имеет частотную зависимость Р ~ го3'".

В четвертом параграфе рассматриваются механизмы затухания изгибных колебаний межфазных границ. Перемещение межфазной границы обязательно сопровождается выделенном или поглощением скрытий теплоты фазового превращения

Р/— /№к

а

О

Ъ=ка

Рис. 3. Зависимость коэффициента термоупругого затухания р от парамегров <р, б и А а

границы //„. Выравнивание температур огдельных участков кристалла сопровождается диссипацией энергии.

Совместное решение динамического уравнения теории упругости, учитывающего тепловой эффект при фазовом превращении, и уравнения теплопроводности позволяет найти добавку в дисперсионное уравнение (1), соответствующую затуханию, обуслоиленному тепловым эффектом при фазовом превращении:

где Т„ -температура фазового превращения, и - модуль сдвига.

На рис. 4 представлены численные значения коэффициента затухания межфазных границ, обусловленного тепловым эффектом при фазовом превращении. Час-

В качестве сравнения рассмотрено затухание колебаний межфазных границ, обусловленное вязкостью крисгалла, Показано, что для характерных кристаллов затухание, связанное с тепловым эффектом фазового превращения на несколько порядков превышает затухание, обусловленное вязкостью кристалла.

В пятом параграфе рассматривается затухание колебаний ансамбля доменных границ в сегнетоэлекгрнке. Здесь наряду с рассмотренными выше механизмами, нужно учитывать затухание, обусловленное электрокалорическим эффектом: смещение границ сопровождается перераспределением зарядов и изменением электричес-

н; § 0( Д7Т)

(3)

тотная ;ависимость коэффициента затухания р — V® .

1 А Синфазные /=0.3

Ф=т[/4

9=71/4

Г=10

/ Ангифазные х i -

5=ка 10

Рис. 4. Зависимость коэффициента затухания, обусловленного тепловым эффектом при фазовом превращении, от параметров <р, 5 и О

кого поля, пропорционально которому меняется температура кристалла. Выравнивание температур между отдельными областями кристалла вследствие процессов теплопроводности сопровождается диссипацией энергии изгибной волны.

В результате совместного решения уравнений электростатики, динамического уравнения теории упругости, уравнения теплопроводности и уравнения движения доменной границы еегнетоэлектрика найдена добавка в дисперсионное уравнение (3), соответствующая электрокалорическому затуханию электроупругой волны:

( ( * Л

I 5 — -2)sin2ф + 2cos2 ф

asín ф

1

VYS

хС

-sin ф + cos ф

■z'H.orsin ф

-sm ф+cos ф

(4)

1-—1-ЯП ф-COS ф

_ ТУ .

a =

4

где Бо, Е,; - диэлектрические проницаемости вдоль и перпендикулярно вектору спонтанной поляризации ¡\; р - пироэлектрический коэффициент.

Зависимость коэффициента затухания Р от направления распространения волны ф, параметра б, характеризующего расстояние между границами, и коэффициента электромеханической связи а, представлена на рис 5.

Рис. 5. Зависимость коэффициента затухания электроупругой волны р от параметров ф, 5, а

Коэффициент затухания растет с увеличением частоты а по закону Р ~ со2. С приближением к температуре фазового превращения величина р сильно возрастает вследствие роста пирокоэффициента р.

Зависимости для коэффициентов вязкого и термоупругого затухания в сегне-тоэлектрических кристаллах такие же, как и для сегаетоэластиков (рис. 2, 3), но коэффициент затухания меньше и уменьшается с ростом а.

В третьей главе рассматривается взаимодействие границ с возбуждениями акустического типа. Исходя из общего выражения для диссипации энергии О:

И = —), | > ГЛС Н-ш ' гамильтониан взаимодействия гранит,I с внешним воздействием; Др(/) - изменение матрицы плотности, связанное с колебанием доменной границы, в первом параграфе получено выражение, позволяющее рассчитать диссипацию механической энергии в случае любого внешнего возмущения

Б = (5)

где g{q, ю) - обобщенная восприимчивость когерентной границы, описывающая отклик ее на внешнее возмущение с волновым вектором д и частотой ш, - конфигурационная сила, действующая на границу раздела.

Исходя из (5), во втором параграфе было рассчитано затухание звука на двойниковых и межфазных границах. Так, коэффициент затухания В звуковой волны,

распространяющейся параллельно плоскости двойниковой границы, равен

В - — л[а1 £2 и В = в пq)пeндикyляpнoм границе направлении. Здесь Ь - ха-Ь с,Ь

рактерный линейный размер двойниковой границы, £2 - частота звуковой волны. В случае взаимодейсгаия двух границ, находящихся на расстоянии а, для волны, распространяющийся в плоскости границы, можно записать

„ 1 /а, и а ,

/?■=—:—; Д = ——--«1.

I 1 + Д с,2

В случае распространения звуковой волны в плоскости межфазной границы

а с, [йпго ] ^оЦ

л/2£ | сое2 9 [ х V / ( , с , Уо' Н2

где 5 = ——0-. Для поперечной волны берется верхнее выражение в фи гурт,IX

%СУ

скобках, для продольной - нижнее. Для полни, распространяющейся перпендикулярно границе., выражение для коэффициента затухания имеет вид

„ яп26 40К „ яп2е

В =--------; к = —==- + у 2.-

1 51П 9 ^ С1

1 + М+%х,

1 +

оу/

а,

В третьем параграфе решена задача динамического торможение дислокации на двойниковых и межфазных границах вследствие возбуждения ею затухающих колебаний ураниц. Учитывая напряжения, создаваемые дислокацией, в качестве возмущения /"' (//,0)), из (5) находим диссипацию энергии Д приходящуюся на единицу длины дислокации.

Решения (5) .для винтовой дислокации, движущейся со скоростью V параллельно межфазной границе на расстоянии го от нее представлены на рис. 6.

Для учета взаимодействия границ нужно взять обобщенную восприимчивость системы взаимодействующих границ. Частный случай динамического торможения винтовой дислокации на двух двойниковых границах представлен на рис 7.

В слу чае краевой дислокации зависимости качественно не меняются. Переход от О к обычно измеряемой экспериментально величине - коэффициенту дина-

Рис. 6. Динамическое торможение винтовой дислокации на одиночной межфазной границе (а0 - межатомное расстояние).

Рис. 7. Динамическое торможение винтовой дислокации на двух двойниковых границах.

мнческого торможения дислокации - производится стандартным образом: = ~ .

В четвертой главе рассмотрено влияние магнитного поля на динамику доменных границ.

В первом параграфе исходя из лагранжиана доменной границы в магнитном поле найден вклад в конфигурационную силу, действующую на границу в магнит-

ном поле. В результате, действие поля с напряженностью II на границу определяется добавкой в дисперсионное уравнение (1)

у. с,

где р - пьезоэлектрический модуль. Закон дисперсии изгибных колебаний в этом случае сохраняет квазиакустический характер: ю ~ к. Дисперсионная кривая в магнитном поле, незначительно поднимается вследствие увеличения эффективной жесткости границы. Главный и наиболее заметный эффект, связанный с магнитным полем, состоит в появлении области направлений в окрестности точки ср=л/2, в которой изгибные волны делокализуются. Ширина этой области увеличивается с ростом напряженности магнитного поля Я.

В случае межфазной границы также наблюдается подъем дисперионных кривых, но эффгкт от этого в силу специфики спектра изгибных колебаний межфазных границ менее существенен, чем для двойниковых границ.

Помимо рассмотренного механизма прямого влияния магнитного поля на подвижность гр аниц существуют достаточно сильные косвенные влияния. В частности, в магнитном поле может измениться характер взаимодействия границ с точечными заряженными дефектами. Для решения этой задачи во втором параграфе исследованы электронные состояния полярониого типа на доменной границе сегнетоэлектрика и найдена энергия основного состояния электрона, локализованного на доменной границе. Для типичных кристаллов эта энергия может достигать значений порядка нескольких десятых электроновольта, увеличиваясь с уменьшением диэлектрической анизотропии кристалла. Следовательно, электроны являются достаточно эффективными стопорами, значительно ограничивающими подвижность доменных границ. Непосредственно на связь электронов о границей магнитное поле влияет слабо (заметное уменьшение энергии связи электрона с границей проявляется лишь в сильных полях с напряженностью #~107-108 А/м), но обнаружено существенное влияние магнитного поля на связанные состояния электрона с заряженными дефектами, такими как, например, парамагнитная примесь. Показано, что в полях с Я~10б-107 А/м, связанные состояния электронов разрушаются, что приводит к увеличению плотности свободных электронов в кристалле. Также в магнитном поле может происходить ионизация мелких примесных центров, распад локализованных состояний поляро-нов, но, как показывают оценки, это происходит в более сильных полях.

В заключении сформулированы основные результаты и выводы по работе:

1. Получены уравнения, описывающие динамику ансамбля двойниковых и когерентных межфазных границ раздела, с учетом их взаимодействия между собой. На их основе найден и проанализирован спектр изгибных колебаний доменис-го ансамбля. При волновых числах к~1/а, где а - расстояние между границами, обнаружено аномальное поведение фоионного спектра: для синфазных колебаний границ - смягчение в случае двойниковых границ и увеличение жесткости системы в случае чисто дилатадионных деформаций; для антифазных колебаний соседних границ, лаоборот-смягчение спектра при чисто дилатационных деформациях и увеличение жесткости для деформаций двойникованием.

2. Теоретически исследованы два основных механизма затухания изгибных колебаний ансамбля взаимодействующих двойниковых границ: затухание вследствие процессов внутреннего трения и тсрмоупругое затухание, связанное с теплообменом участков кристалла с разной температурой, вследствие неоднородной деформации, вызванной движением границы. Зависимость коэффициента затухания р от волнового числа к имеет вид Р ~ к2 - для вязкого затухания и Р ~ кш - для термоупругого затухания. Показано, что в сегнетоэлектриках такой же по порядку величины вклад в коэффициент затухания р связан с диссипацией энергии волны вследствие элекгрокалорического эффекта. В этом случае Р ~ к1 и возрастает при приближении к температуре фазового превращения. При волновых числах к~\!а обнаружен рост коэффициентов затухания в случае синфазных колебаний и уменьшение в случае антифазных.

3. Рассмотрены механизмы затухания изгибных колебаний ансамбля межфазных границ. Показано, что основной механизм связан с выделением или поглощением скрытой теплоты фазового превращения, вызванных движением границы. Коэффициент такого затухания Р ~ и в большинстве случаев на несколько порядков превышает коэффициенты затухания, связанные с другими механизмами диссипации энергии. При к~\1а обнаружено увеличение коэффициента затухания в случае антифазных колебаний и уменьшение в случае синфазных.

4. Получено общее выражение для диссипации механической энергии внешнего возмущения в полидоменном кристалле. На его основе исследовано рассеяние звука и динамическое торможение дислокаций на ансамбле когерентных границ раздела. Найдены зависимости коэффициента затухания звука от его частош при распространении звука в плоскости границы и перпендикулярно ей. Диссипация энергии движущейся параллельно границе дислокации как функция ее скорости V имеет мак-

симум при V/cy-D/l-H (ci • скорость поперечного звука), величина которого зависит от типа границы, расстояния между границей и дислокацией и упругих характеристик кристалла.

5. Теоретически исследовано влияние магнитного поля на изгибные колебания границ. При распространении упругой волны в направлениях, близких к перпендикулярным к вектору сдвига двойниковой границы, изгибные колебания делокализу-готся. Ширина этой области увеличивается с ростом напряженности магнитного поля

ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Косилов Д.Т., Перевозников А.М., Рощупкин А.М. Динамическая теория когерентных межфазных границ в кристаллах // Поверхность. Физика, химия, механика,- 1983, № 10. - С. 36-51.

2. Косилов А.Т., Перевозников А.М., Рощупкин А.М. Динамика дислокаций и когерентных межсоюзных границ в кристаллах. Воронеж: ВПИ, 1984. - 93 с.

3. Нечаев В Н., Рощупкин AM. Макроскопическая динамическая теория границ доменов и межфазных границ в сегнетоэлектрических кристаллах // Изв. АН СССР. Сер. физ. - 1990. - Т. 54, № 4. - С. 637-647.

4. Нечаев В.Н., Рощупкин А.М. Динамическая теория 1раниц доменов и меж-фазшлх границ в сегнетоэластиках. // Изв АН СССР. Сер. физ. - 1989. - Т.53, № 7. -С. 1267-1275.

5. Нечаез В Н., Рощупкин AM. О новом типе упругих волн в кристалле с двойниковой границей // ФТТ. - 1989. - Т. 31, № 8. - С. 77-82.

6. Суслов И.М. О механизме сверхпроводимости плоскостей двошгакования // ЖЭТФ. - 1989. - Т.95, № 3. - С. 949 - 965.

7. Кротов Ю.А., Суслов И.М. Когерентное взаимодействие плоских дефектов в сверхпроводнике II ЖЭТФ. - 1992.- Т. 102, № 8. - С. 670 - 682.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Моисеев С.И., Нечаев В.Н. О спектре изгибных колебаний ансамбля двойниковых границ в кристаллах II Вестник ВГТУ. Сер. материаловед, вып. 1.1.- Воронеж, 1S>96. - С. 130-134.

2. Думачев В.Н., Моисеев С.И., Нечаев В.Н. Диэлектрические потери вблизи точки фазового перехода первого рода // Действие магнитных полей на пластичность и прочность материалов: Тез. докл. Междунар. конф. - Воронеж, 1996,-С. 84.

3. Моисеев СЛ., Нечаев В.Н. Затухание изгибных колебаний доменных границ, обусловленное электрокалорическим эффектом // Релаксационные явления в твердых телах: Тез. докл. Междунар. сем. - Воронеж, 1995. - С. 174.

4. Моисеев С.И., Нечаев В.Н. Об изгибных колебаниях границ в диспергирующих средах // Известия РАН. Сер. физ. 1997.-Т. 61, №2 .-С. 304-308.

5. Moiseev S.I., Nechaev V.N. Attenuation of bend oscillations of the interphase boundaries Abstracts of 7th International Seminar on Ferroelastic Physics.- Kasan, 1997-P. P04-9.

6. Думачев B.II., Моисеев С.И., Нечаев В.Н. О затухании возбуждений акустического типа в гетерогенном кристалле // Известия РАН. Сер. физ.- 1997. - Т.61, № 5.-С. 919-926.

7. Dumachev V.N., Moiseev S.I., Nechaev V.N. Dislocation dynamic drag near the phase transition point // Abstracts of 7th International Seminar on Ferroelastic Physics.- Kasan, 1997,-P. P04-15.

8. Моисеев С.И., Нечаев В.Н. Затухание звуковых волн в полидоменных кристаллах // Действие магнитных полей на пластичность и прочность материалов: Тез. докл. Междунар. конф. - Воронеж, 1996.- С. 85.

9. Моисеев С.И., Нечаев В.Н. Динамическое торможение дислокаций в кристалле с двойниковыми границами // Взаимодействие дефектов и неупругие явления в твердых телах: Тез. докл. EX Междунар. конф. - Орел, 1997.- С. 42.

10. Моисеев С.И., Нечаев В.Н. Динамическое торможение дислокаций в кристалле с межфазной границей // Вестник ВГТУ. Сер. Материаловед., вып. 1.2.- Воронеж, 1997.-С. 14-17.

11.Моисеев С.И., Нечаев В.Н. О влиянии магнитного поля на динамику границ // Всероссийская конф. по физике сегнетоэлектриков: Тез. Докл.- Иваново, 1995.-С.217.

12. Моисеев С.И., Нечаев В.Н. О силе, действующей на движущиеся границы раздела в сегнеггоэлектриках-сегнетоэластиках в магнитном поле // Известия РАН, Сер. физ. 1997. - Т.61, № 5. - С. 945 - 949.

JIP № 020419 or 12.02.92. Подписано в печать 18.05.98.

Формат 60x84/16. Бумага для множительных аппаратов.

Усл.печ.л. 1,0. Тираж 100 экз. Зак. № /Ъ^ Издательсгво

Воронежского государственного технического у ни вереи гета 394026 Воронеж, Московский просп., 14