Физические механизмы формирования деформированной зоны около отпечатка остаются до сих пор дискуссионными. Это определяется главным образом недостатком данных о динамике структуры материала под индентором в процессе формирования отпечатка. Имеющаяся информация (о размерах дислокационной розетки, ее структуре и т. д.) относится к большим временам индентирования (порядка десятков-сотен секунд), и практически отсутствуют данные для меньших времен индентирования, когда формируется основная доля отпечатка. Как было установлено ранее [1-3], формирование отпечатка при микроиндентировании ионных кристаллов с решеткой типа NaCl происходит в несколько четко выраженных стадий продолжительностью от единиц миллисекунд до десятков секунд. Они отличаются характерными временами, кинетикой, активационными параметрами и микромеханизмами массопереноса материала в зоне контакта, так что можно ожидать различного строения и динамики зоны деформации на каждой стадии. Цель настоящей работы заключалась в исследовании взаимосвязи рамеров отпечатка и дислокационной розетки в процессе их формирования с временным разрешением порядка 1 ms. Исследования проводились на ионных кристаллах KCl и LiF на установке, позволяющей варьировать длительность приложения нагрузки к индентору в диапазоне времен t от 1 ms до 30 s. Величина нагрузки, прикладываемой к индентору, могла изменяться в интервале от 0.2 до 0.6 N (в зависимости от целей эксперимента). Размеры диагонали отпечатка d фиксировались после разгрузки образца с помощью оптического микроскопа, а длина краевых лучей дислокационной розетки l измерялась после разгрузки и химического травления образца. Обработка экспериментальных данных проводилась по результатам измерений не менее десяти отпечатков, полученных при одинаковой длительности и амплитуде прикладываемой нагрузки. Результаты измерений, представленные на рисунке, показывают, что зависимости d(t) и l(t) имеют быструю и медленную стадии. За время быстрой стадии, составляющей от 2 до 8-10 ms в зависимости от типа исследуемого кристалла, диагональ отпечатка и размеры лучей дислокационной розетки достигали 70-80 % от окончательно установившихся значений, а оставшиеся 20-30 % могли формироваться еще в течение единиц-десятков секунд. Приведенные экспериментальные данные по динамике формирования отпечатка и дислокационной розетки (см. рисунок) показывают, что времена быстрого нарастания d и l коррелируют с длительностью активных стадий кинетики формирования отпечатка, полученных ранее [1-3] методом анализа кинетики непрерывного погружения индентора. [!b] Зависимость размеров диагонали отпечатка индентора ( 1, 3) и длины лучей дислокационной розетки l ( 2, 4) от времени индентирования для LiF ( 1, 2) и KCl ( 3, 4). Нагрузка на индентор составляла 0.35 N. Из таблицы следует, что l определяется только величиной d и практически не зависит от продолжительности формирования отпечатка (в пределах точности эксперимента) в диапазоне времен от 1 ms до 30 s. [!t] #1.#2.#3. height #1pt depth #2pt width #3pt #1#2#1#2 =0.5mm Зависимость длины краевых лучей дислокационной розетки от времени индентирования при постоянном размере диагонали отпечатка c|c|c|c|c|c 3c|KCl&3|cLiF 11.5.0. 11.5.0. d, mum & t, s & l, mum & d, mum & t, s & l, mum 11.0.0. 30.7±1.7 & 2· 10^-3 & 81.4±7.4 & 26.8±0.8 & 1· 10^-3 & 28.8±1.3 28.7±1.7 & 7 & 77.7±11.8 & 26.1±0.8 & 10 & 24.4±6.0 31.3±1.5 & 30 & 83.6±6.3 & - & - & - Скоррелированность величин l и d, на наш взгляд, может быть обусловлена двумя причинами: малым временем релаксации дислокационной структуры (<1 ms) или ее перестройкой при разгрузке отпечатка. Первая причина представляется менее вероятной. Однако химическое травление в силу большой инерционности не позволяет однозначно ответить на вопрос: формируется ли дислокационная розетка в процессе внедрения и выдержки индентора в материале, или же в процесс ее формирования может вносить существенный вклад релаксация материала во время разгрузки и последующего травления? Из общих соображений ясно, что чем меньше продолжительность нагружения, тем более неравновесна структура деформированной зоны и тем более вероятна ее релаксация при снятии нагрузки и последующем химическом травлении, которое требует разгузки образца и достаточно большого времени (десятки-сотни секунд) для выявления дислокационной структуры кристалла. В пользу предположения о возможности структурных перестроений дислокационной структуры при разгрузке отпечатка также свидетельствуют данные об изменении картин розетки фотоупругости [4] и величины электрического дипольного момента, регистрируемые в ионных кристаллах при разгрузке отпечатка [5]. Таким образом, полученные экспериментальные данные свидетельствуют о скоррелированности изменения размеров отпечатка и длины краевых лучей срелаксированной дислокационной розетки в достаточно широком интервале времен индентирования (от 1 ms до 30 s).

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.