Влияние Дислокаций На Структурный Параметр Порядка В Кристалле При Упругой Деформации Кручения

Abstract

Изучено взаимодействие структурной подсистемы с дислокациями при наложении упругой деформации кручения. Рассмотрение проведено в рамках феноменологической теории Ландау при отказе от приближения постоянства модулей неприводимых векторов. Показано появление дополнительных пространственных амплитудных и частотных осцилляций, связанных с изменением модуля структурного параметра порядка и плотности дислокаций.А.Ю. Захаров признателен Министерству образования и науки РФ за финансовую поддержку в рамках госзадания (грант 3.3572.2017/ПЧ). DOI: 10.21883/FTT.2017.11.45073.121 1. Введение В твердых телах имеет место множество фазовых переходов (ФП) различной природы. Наиболее распро-страненными являются структурные ФП, при которых меняется, в частности, симметрия кристалла. В рамках феноменологической теории Ландау такие ФП описы-ваются с помощью параметра порядка (ПП). Послед-ние в случае структурного ФП представляют собой линейные комбинации смещений ионов в элементар-ной ячейке и преобразуются по некоторому неприво-димому представлению группы симметрии кристалла. Структурные ФП в силу существования различных взаимодействий всегда сопровождаются изменениями в других кристаллических подсистемах, в частности магнитной [1]. При рассмотрении таких ситуаций часто затруднительно определить, изменения какой из подси-стем являются первичными, а какой -вторичными. Этот вопрос легко решается, если изменения одной из подсистем вызваны внешним воздействием. Подобная задача рассматривалась в работах [2-5], где изучалось взаимодействие структурной и магнитной подсистем при наложении интенсивной пластической деформации кручением при отказе от приближения постоянства модулей всех ПП. Предполагалось, что изученные про-цессы осуществляются в идеальных кристаллах. Одна-ко структурные ФП могут быть осложнены наличием дефектов кристаллической решетки, например, дисло-каций. Последние могут быть охарактеризованы плот-ностью дислокаций, которая будет играть роль соот-ветствующего ПП [6]. В силу определения такой ПП преобразуется по полносимметричному представлению группы симметрии кристалла. Кинетика дислокационной подсистемы может быть описана в рамках неравновес-ной эволюционной термодинамики [6,7]. Взаимодействие структурного ПП с дислокационной подсистемой опи-сывается перекрестными слагаемыми в термодинамиче-ском потенциале.Представляет интерес влияние на распределение мо-дуля структурного ПП наличия дислокаций, а также обратное влияние кристаллографического ПП на рас-пределение и организацию дислокаций при наложении упругой деформации кручения (УДК). Ниже будет пока-зано, что в этой задаче за счет такого влияния возможно образование периодического расположения дислокаций в пространстве так называемой сверхрешетки. ТеорияПусть в модельном кристалле с дислокациями при понижении температуры имеет место структурный фа-зовый переход, который может быть как первого, так и второго рода. Рассмотрим поведение соответствую-щего ПП вблизи и вдали от этих ФП при наложении винтового крутящего упругого момента вдоль оси OZ. При таком воздействии н...

Резонансы Пространственного Распределения Дислокаций При Взаимодействии Со Структурным Параметром Порядка

“…Предположим, что симметрия образовавшейся структуры допускает существование инвариантов Лифшица, однако в силу некоторых причин длиннопериодическая геликоидальная структура не возникает. Так же как и в работе [10], будем описывать дислокации с помощью их плотности (дислокационный ПП) [9]. Соответствующий ПП в силу своего определения преобразуется по полносимметричному неприводимому представлению группы симметрии кристалла.…”

“…В силу наличия взаимодействия между структурным ПП и дислокациями изменение первого при наложении некоторого внешнего воздействия должно оказать влияние и на плотность дислокаций. В работе [10] рассмотрено поведение обоих ПП вблизи и вдали от вышеуказанного ФП при наложении упругой деформации кристалла (УДК) в виде винтового крутящего момента с вектором распространения вдоль оси OZ. При таком воздействии возникает пространственная периодическая спиральная структура, т. е. фактически имеет место ФП второго рода, происходящий без участия температурных флуктуаций.…”

“…Для облегчения сравнения результатов данной работы и [10] в настоящем разделе будем придерживаться такого же порядка рассмотрения, как и в [10]. Везде в дальнейшем будем учитывать, что β 1 < 0, β 2 > 0.…”

“…Эволюция плотности структурных дефектов при ИПДКР может быть описана в расках неравновесной эволюционной термодинамики [8,9]. В работе [10] авторами был предложен вариант теории, сочетающий классическую теорию фазовых переходов для описания эволюции структурного параметра порядка и неравновесную эволюционную термодинамику, описывающую соподчиненную параметру порядка эволюцию структурных дефектов. В рамках этой теории структурные дефекты взаимодействуют со структурным параметром порядка и поэтому их плотность может пространственно меняться.…”

“…Было показано, что при наложении упругой деформации кручения (УДК) и определенных условиях в кристалле может возникнуть сверхрешетка дислокаций. Настоящая работа является продолжением публикации [10] и отличается от нее тем, что изучаются эффекты, возникающие при дополнительном приложении к кристаллу одноосного пространственно неоднородного и постоянного во времени давления. Суммарное приложение УДК и ПОД приводит к появлению пространственных резонансных явлений.…”