Веттегрень В.И.1, Мамалимов Р.И.1, Соболев Г.А.2
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
2Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, Москва, Россия
Email: Victor.Vettegren@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 2 апреля 2013 г.
Выставление онлайн: 19 сентября 2013 г.
-1 Исследована температурная зависимость концентрации alpha-фазы в поверхностных слоях выращенного из раствора кристалла кварца в интервале температур 290-820 K. Измерялась интенсивность полос 695.1, 785 и 1061.5 cm-1 в спектрах varepsilon''(nu) затухания инфракрасного света. Обнаружено, что в поверхностном слое толщиной ~0.15 mum концентрация alpha-фазы при повышении температуры ведет себя, как и ожидается для фазового перехода первого рода: до 800 K она неизменна, а затем при T->846 K стремится к нулю. Однако на расстоянии от ~1 до 20 mum от поверхности концентрация alpha-фазы начинает уменьшаться уже при ~350 K, а при 812 K уменьшается в 5 раз. Одновременно растет интенсивность полосы 804 cm-1, приписанной beta-фазе. "Размытие" фазового alpha-beta-перехода вызвано искажением кристаллической решетки кварца вокруг ростовых дислокаций. По смещению максимумов полос оценены внутренние напряжения в рассмотренных слоях. Установлено, что на расстояниях до ~1 mum от поверхности при 400 K формируются растягивающие напряжения, достигающие ~ 300-400 MPa. Под их влиянием в поверхностном слое макрокристалла образуются микротрещины, которые приводят к полному разрушению образца. Появление растягивающих напряжений связано с увеличением объема слоя макрокристалла, расположенного на расстоянии от поверхности от ~ 1 до 20 mum и вызванного ростом в нем концентрации beta-фазы. Одновременно в слое толщиной от ~1 до 20 mum при температуре выше 500 K развиваются напряжения сжатия, которые достигают максимального значения при ~ 650 K, а, затем уменьшаются при увеличении температуры. Сжатие обесловлено колебанием петель ростовых дислокаций в указанном диапазоне температур. Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, грант N 130500010.
- В.И. Веттегрень, Р.И. Мамалимов, Г.А. Соболев, С.М. Киреенкова, Ю.М. Морозов, А.И. Смульская. ФТТ 55, 5, 981 (2013)
- W.G. Spitzer, D.A. Kleinman. Phys. Rev. 121, 5, 1324 (1961)
- A.B. Kuzmenko. Rev. Sci. Instr. 76, 083 108 (2005)
- J. Etchepare, M. Merian, P.J. Kaplan. Chem. Phys. 60, 5, 1873 (1974)
- Г.С. Ландсберг. Оптика. Физматлит. М. (2003). 848 с
- W.L. Bragg, R.E. Gibbs. Proc. Roy. Soc. Lond. A 109, 405 (1925)
- R.E. Gibbs. Proc. Roy. Soc. Lond. A 107, 561 (1925)
- K. Kihara, J. Eur. Mineral. 2, 63 (1990)
- A.F. Wright, M.S. Lehmann. J. Sol. State Chem. 36, 371 (1981)
- M.G. Tucker, D.A. Keen, M.T. Dove. Mineral. Mag. 65, 4, 489 (2001)
- А.Н. Никитин, Р.Н. Васин, А.М. Балагуров, Г.А. Соболев, А.В. Пономарев. Письма в ЭЧАЯ 3, 1, 76 (2006)
- А.Н. Никитин, Г.В. Маркова, А.М. Балагуров, Р.Н. Васин, О.В. Алексеева. Кристаллография 52, 3, 450 (2007)
- S.M. Shapiro, D.C. O'Shea, H.Z. Cummins. Phys. Rev. Lett. 19, 7, 361 (1967)
- D.R. Spering, I. Farnan, J.F. Stebbins. Phys. Chem. Minerals. 19, 307 (1992)
- Г.А. Соболев, А.В. Пономарев, А.Н. Никитин, А.М. Балагуров, Р.Н. Васин. Физика Земли. 10, 5 (2004)
- В. Кенциг. Сегнетоэлектрики и антисегнетоэлектрики. М.: ИЛ (1960). 235 с
- М.В. Белоусов, Б.Е. Вольф. Письма в ЖЭТФ 31, 6, 348 (1980)
- M.T. Dove. Am. Mineral. 82, 213 (1997)
- Г.А. Малыгин. УФН 171, 2, 187 (2001)
- Б.Н. Ролов, В.Э. Юркевич. Физика размытых фазовых переходов. Изд-во Ростовского ун-та (1983). 320 с
- P.M. Dove, N. Han, J.J. De Yoreo. PNAS 102, 43, 15 357 (2005)
- G. Dhanaraj, K. Byrappa, V. Prasad, M. Dudley. Springer Handbook of Crystal Growth. (2010). V. 38. 1818 p
- A.R. Lang, V.F. Miuscov. J. Appl. Phys. 38, 2477 (1967)
- F. Gervais, B. Priou. Phys. Rev. B 11, 10, 3944 (1975)
- V.I. Vettegren, I.I. Novak, K.J. Friedland. Int. J. Fracture 11, 5, 789 (1975)
- O. Madelung. Festkorpertheorie. Springer, Berlin (1972). 416 p
- D.L. Lakshtanov, S.V. Sinogeikin, J.D. Bass. Phys Chem. Minerals. 34, 11 (2007)
- U. Raz, S. Girsperger, A.B. Thompson. http://e-collection.ethbib.ethz.ch/cgi-bin/show.pl?type=bericht\&nr=184
- Y. Hiki. Phys. Soc. Jpn. 15, 586 (1960)
- H.E. Bommei, W.P. Mason, A.W. Warner. Phys. Rev. 102, 2, 64 (1956)
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.