Способ получения монокристаллов, содержащих дислокации одного знака

 

Сущность изобретения: пластинку из исследуемого монокристалла скрепляют с пластинкой-держателем, жесткость которой отлична от жесткости исследуемого моно-. кристалла. При изгибе такой бипластинки плоскость нулевых напряжений смещена к одной из граней монокристалла, вследствие чего в нем возникает однонаправленный поток дислокаций. Способ, позволяющий исключить встречные потоки дислокаций, дает возможность избежать неконтролируемых ошибок при исследовании механических, электрических и других структурно-чувствительных свойств кристаллов. 3 ил,

СО103 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

fsris О 01 И 1/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР

{ГОСПАТЕНТ CCCP)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

2 (е1С1а1+ Ez Сг аг) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4729600/25 (22) 04.05.89 (46) 23.03.93. Бюл. N 11 (71) Институт физики АН ГССР (72) M.Â.Ãàëóñòàøaèëè, Д.Г.Дрияев, З.К,Саралидзе и И,А.Политов (56) Инденбом В.Л. Дислокационное описание простейших явлений пластической деформации. — В сб.: Некоторые вопросы физики пластичности кристаллов,/Под ред, M,В.Классен-Неклюдовой. Изд. AH СССР, 1960, вып,3, с.135 — 136.

Т.Kataoka, J.Ñ.Lf, Phif. Mag., 1985, v. А51, ¹ 11, р.1 — 13.

Изобретение относится к технической физике, и .в частности, к средствам получения монокристаллов с заданными свойствами.

Целью изобретения является повышение степени однородности структуры благодаря исключению встречного потока дислокаций противоположного зйака при деформировании.

На фиг,1 дана схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг,2— схематический разрез исследуемого образца, скрепленного с пластинкой-держа-елем; на фиг.3 — фотография деформированного образца, скрепленного с пластинкой-держателем, в поляризованном свете.

Исследуемый монокристалл 1 (фиг.1) скреплен со стальной пластинкой-держаталем 2 зажимами 3, Нагрузку P прикладывают к пластинке-держателю. п9> . Й <, 1803765 А1 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ, СОДЕРЖАЩИХ ДИСЛОКАЦИИ

ОДНОГО ЗНАКА (57) Сущность изобретения; пластинку из исследуемого монокристалла скрепляют с пластинкой-держателем, жесткость которой отлична от жесткости исследуемого монокристалла. При изгибе такой бипластинки плоскость нулевых напряжений смещена к одной из граней монокристалла, вследствие чего в нем возникает однонаправленный поток дислокаций. Способ, позволяющий исключить встречные потоки дислокаций, дает воэможность избежать неконтролируемых ошибок при исследовании механических, электрических и других структурно-чувствительных свойств кристаллов. 3 ил, Манакристалл 1, скрепленный со стальной пластинкой-держателем 2 зажимами 3, установлен на две опоры 4, Нагрузку Р, вызывающую изгиб исследуемого образца 1, прикладывают к пластинке-держателю. Координата нейтральной плоскости (плоскасти нулевых напря>кений) описывается выражением, получаемым в рамках теории упругости для изогнутой пластинки с переменной по толщине жесткостью при условии равенства нулю полной силы, действу ащей в любом сечении пластинки:

Е1 С1 а1 + 2 Е2 С2 а1 àz + E2 С2 аг где а1 и az — толщина, С1. и Cz — ширина пластинки-держателя и монокристалла соответственно; Е1 и Ez — модули упругости.

1803765

Из приведенной формулы видно, что в зависимости от соотношения между а1, С1, Е1 и az, Сг, Е положение нейтральной плоскости можно менять: в частности,. при одинаковой ширине обеих пластинок, если

Е1а1 = Eral, то xo = а1, т.е. нейтральная плоскость будет находиться на границе раздела двух пластинок с различной жесткостью. Варьируя размеры кристалла и пластинки-держателя и используя для по- "0 следней материалы различной жесткости, можно менять положение плоскости нулевых напряжений вплоть до ее смещения за пределы кристалла, Фотография на фиг.З, полученная в поляризационном микроско- 15 пе, иллюстрирует смещение плоскости нулевых напряжений к границе образца в сторону стальной пластинки-держателя.

Ниже приведен конкретный пример осуществления предлагаемого способа де- 20 формирования монокристалла LiF, позволившего сместить плоскость нулевых напряжений точно на границу образца с пластиной-держателем.

Пластинку из монокристалла фтористо- 25 го лития длиной И = 25мм, шириной Cz= 4 мм и толщиной az = 1,5 мм концами жестко скрепляют с пластинкой из инструментальной стали у-8 длиной L< = 50 мм, шириной

С1 = 25 мм, толщиной a> - 0,4 мм, Модули З0 упругости пластинки-держателя и монокристалла Отравны E> = 2,1 10 Н/мм и Ez =

=0,88 10 Нlмм соответственно.

Длина монокристалла между точками З5 закрепления равна i = 10 мм. Свободные концы пластинки-держателя устанавливают на две опоры, расстояние между которыми равно 40 мм. В центр пластинки-держателя прикладывают нагрузку, возрастающую до 40 величины, соответствующей значению нагрузки, вызывающей пластическую деформацию, что можно заметить по просветлению деформируемого кристалла LiF, наблюдаемого в поляризованном свете, В 45 результате происходит изгиб пластинки-держателя и скрепленного с нею исслещ емого образца.

Соотношение геометрических и упругих параметров пластинки-держателя и монокристалла в приведенном примере позволили сместить плоскость нулевых напряжений точно на границу раздела кристалла с пластинкой-держателем и получить однонаправленный поток дислокаций от растягиваемой свободной поверхности образца к плоскости нулевых напряжений.

Предлагаемый способ может быть использован в области физики твердого тела при исследовании структурно-чувствительных свойств кристаллов, например, для определения линейной плотности электрического заряда дислокаций, для ориентации дефектов в поле напряжения дислокаций и других различных экспериментах, в которых необходимо наличие однонаправленного потока дислокаций.

Предлагаемый способ деформирования позволяет очень просто получить однонаправленный поток дислокаций и тем самым исключить встречные потоки дислокаций, вносящие неконтролируемые ошибки при исследовании механических и других структурно-чувствительных свойств кристаллов.

Формула изобретения

Способ получения монокристаллов, содержащих дислокации одного знака, включающий размещение пластинки монокристалла между подвижной и неподвижной опорами испытательной машины, приложение нагрузки, вызывающей изгибную деформацию монокристалла, о т л и ч аю шийся тем, что; с целью повышения степени одйородности структуры благодаря исключению встречного потока дислокаций противоположного знака при деформировании, пластинку монокристалла предварительно скрепляют с пластинкойдержателем, жесткость которой отлична от жесткости пластинки монокристалла, и подвергают их изгибу совместно, при этом модули упругости Е1, Ег и толщина а1; аг обеих пластинок удовлетворяют. соотношению

El э1 =Е2 а2 при одинаковой ширине пластинок.

1803765

Составитель Е.Сидохин

Техред М.Моргентал Корректор М.Керецман

Редактор Г.Бельская

3аказ 1050 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101