Босин М.Е., Гомозов Е.П

ВЛИЯНИЕ КРИОГЕННОГО ТЕРМОЦИКЛИРОВАНИЯ НА СТРУКТУРНОЕ СОСТОЯНИЕ, ЭЛЕКТРОСОПРОТИВЛЕНИЕ И РАЗРУШЕНИЕ МНОКРИСТАЛЛОВ ЦИНКА

Харьковская гуманитарно-педагогическая академия, г. Харьков, Украина

[email protected]

Изучались монокристаллы цинка чистотой 99,997%, которые выращивались методом направленной кристаллизации. Образцы имели размеры 100´2´2 мм3, продольную ось 0001 и были ограничены плоскостями {1 100}. Структурное со-

стояние изучалось методом избирательного химического травления плоскостей

{1 100}. Термоциклирование проводилось по режиму 300 К «77 К. Один цикл со- стоял из охлаждения образца в жидком азоте до 77 К и последующем его отогреве на воздухе до 300 К. При этом измерялось добавочное электросопротивление Δ R в

зависимости от числа термоциклов βс. Структурное состояние исходных образцов характеризуется плотностью базисных ρ b = 104 см-2 и пирамидальных ρ p = 103 см-2 дислокаций.

Рис.1

Термоциклирование приводит к существенно- му количественному изменению структурного со- стояния образцов. Плотность базисных дислокаций увеличивается до ρ b = 106 см-2. При этом образу- ются малоугловые границы наклона, плотность ко- торых увеличивается с ростом βс. На рис. 1 приве- дена картина травления плоскости 1100 образца по- сле трёх циклов термообработки. Малоугловая гра- ница наклона располагается вдоль 0001 и имеет ли- нейную плотность краевых базисных дислокаций ρ L = 103 см-1. Отметим, что дислокационные ямки

травления располагаются неоднородно. Наблюдаются диполи с высотой h = 2 мкм и локальные увеличения плотности базисных дислокаций вблизи малоугловых границ, что наглядно показывает эволюцию процесса их формирования. На от- дельных участках границы наблюдаются искривления; места искривления характе- ризуются наличием пирамидальных дислокаций и продуктами их взаимодействия с базисными, ямки травления которых отличаются от базисных большей глубиной и более тёмным контрастом. Взаимодействие дислокаций связывается с протеканием реакции:

1 ⎡2113⎤(2112)+1 ⎡2110⎤(0001)®[0001](2110)

3 ⎣ ⎦4,46

3 ⎣ ⎦1,00

3,46

где индексы справа вверху около величин векторов Бюргерса отмечают плоскости залегания дислокаций, а цифры справа внизу показывают величины относительных энергий дислокаций. Реакция энергетически выгодна; результирующая дислокация является сидячей (призматической), что приводит к искривлению границы.

Обнаружено увеличение электросопротивления Δ R с числом циклом термо- смен, которое (в силу того, что деформация вследствие термоциклирования не пре- высила ε p» 2×10-2 %) связано, в основном, с эволюцией структурного состояния образцов при теплосменах. Начало стадии сильной зависимости Δ R (βс) чётко кор- релирует с образованием малоугловых границ наклона.

Дата добавления: 2017-01-14