Влияние поверхностных токов на состояние поверхностей щелочногалоидных кристаллов Текст научной статьи по специальности «Физика»

ВЛИЯНИЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ ТОКОВ НА СОСТОЯНИЕ ПОВЕРХНОСТЕЙ ЩЕЛОЧНОГАЛОИДНЫХ КРИСТАЛЛОВ © Л.Г. Карысв, О.А Мекснчев, В.А. Федоров

Экспериментально обнаружены структурные изменения поверхностей ЩГК при нагреве в электрическом поле, силовые линии которого перпендикулярны исследуемой поверхности. Изменения проявляются в виде «капель» вязкого вещества. Выявлено, что появление «капель» связано с накоплением избыточного •заряда на поверхности и локальным перегревом, вследствие бомбардировки поверхности ионами среды [1]. Поставлена задача: исследовать влияние одновременного воздействия нагрева и электрического поля, силовые линии которого ориентированы параллельно исследуемой поверхности {001} ш ее состояние и структуру.

В опытах использовали монокристаллы ЫР и №С1 с содержанием примесей от 10~2 до 10-5 вес. %. Размеры образцов 20x10x5 мм. Опыты проводились в температурном интервале 293-893 К. Между электродами помещался образец. К электродам прикладывалось постоянное напряжение 400 В. Плоскость искусственно введенной трещины ориентирована перпендикулярно электродам.

В интервале собственной проводимости (выше 823 К) наблюдалось залечивание трещин. При частичном залечивании, на поверхностях, ограничивающих не залеченные участки трещины, наблюдались изменения. Изменения проявлялись также в виде капель вязкого веще-

ства. Исследования скола, перпендикулярного плоскости трещины, показали также наличие изменений внутренних областей кристалла, прилегающих к руслу трещины па расстоянии до -100 мкм от русла.

Залечивание введенной в кристалл трещины в процессе обработки образца можно объяснить диффузией материала из внутренних областей кристалла в полость трещины. Направленный дрейф материала обусловлен разностью температур приповерхностного слоя берегов трещины и удаленных областей кристалла. Образование капель вязкой жидкости на поверхности трещины объясняется тем, что по поверхности сила тока значительно больше, чем по объему образца. Эго может приводить к локальному перегреву приповерхностных областей.

Таким образом, независимо от направления линий напряженности электрического поля, изменения поверхностей носят сходный характер и объясняются подобными механизмами.

ЛИТЕРАТУРА

1. Федоров В.А., Карыев Л.Г, Мексичев О.А. Влияние теплоэлсктрн-чсского воздействия на состояние поверхности ЩГК // Механизмы деформации и разрушения перспективных материалов: Сб Тр. XXXV семинара «Актуальные проблемы прочности» Псков. 1999. С. 280-283.

О ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЗАРЯДА У ПОВЕРХНОСТЕЙ ИОННЫХ КРИСТАЛЛОВ ПРИ НАГРЕВЕ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ © Л.Г. Карысв, В. А Федоров, О.А. Мексичев

Экспериментально обнаружено, что одновременное воздействие нагрева и электрического поля на щелочногалоидные кристаллы приводит к изменениям состояния поверхностей скола. Одним из важных факторов, обусловливающих эти изменения поверхности кристалла, является накопление заряда в областях образца, прилегающих к электродам. Поставлена задача: выяснить механизм, ответственный за перераспределение электрического заряда у поверхностей ионных кристаллов, находящихся в условиях одновременного воздействия нагрева и электрического ноля, в температурном интервале 573-873 К.

Эксперимент проводился на монокристаллах NaCl с содержанием примесей 10~2 и 10~' вес.% по Fe2\ Образцы помещались между плоскими электродами, к которым прикладывалось постоянное напряжение, не превышающее 400 В. Опыты проводились в температурном интервале 293-873 К, скорость нагрева составляла -200 К/ч. В первой серии опытов регистрировали

«прямой» ток - ток, протекающий через кристалл при наложении внешнего ноля, и ток, условно названный «аккумуляторным», возникающий при замыкании противоположных граней образца на гальванометр при кратковременном отключении источника внешнего поля. Во второй серии опытов после нагрева до 873 К, источник тока отключался, и измерялась величина «аккумуляторных» токов при постоянной температуре в течение 3 часов. В третьей серии опытов образец остывал до температуры 293 К со скоростью -50 К/ч и через сугки подвергался повторному нагреву со скоростью -200 К/ч до 873 К, при этом источник тока не подключался, и измерялись только «аккумуляторные» токи при постоянной температуре 873 К в течение 1-3 часов.

В ходе опытов определены зависимости силы тока от температуры. В первой серии «прямой» и «аккумуляторный» токи возрастали экспоненциально и при температуре -750 К достигают значений 500 и 3 мкА соответствешю. Измерения «аккумуляторных» токов