Издателям
Вышедшие номера
Исследование фазовых переходов в антисегнетоэлектрических кристаллах PbZrO3 и PbHfO3 методом акустической эмиссии
Дулькин Е.А.1, Гавриляченко В.Г.1, Фесенко О.Е.1
1Научно-исследовательский институт механики и прикладной математики при Ростовском-на-Дону государственном университете, Ростов-на-Дону, Россия
Поступила в редакцию: 25 июня 1996 г.
Выставление онлайн: 19 марта 1997 г.

Известно, что структурные фазовые переходы (ФП) сопровождаются излучением волн напряжений --- акустической эмиссией (АЭ). Сопоставление различных механизмов излучения показывает, что наибольший вклад в АЭ при ФП вносят процессы, связанные с исчезновением или появлением дислокаций в кристаллах [1]. Возникновение дислокаций обусловлено, в частности, кристаллографической несовместностью исходной и новой фаз на межфазной границе (МГ). Когерентное сопряжение фаз может быть достигнуто благодаря двойникованию низкосимметричной фазы, наблюдаемому обычно при мартенситных ФП [2]. В [3] было отмечено сходство общих черт мартенситных и сегнетоэлектрических (СЭ) ФП, также протекающих за счет перемещения по кристаллам МГ и сопровождающихся двойникованием СЭ-фазы. Исследование ФП в керамике BaTiO3 показало, что величина активности N АЭ при T=285 K заметно меньше, чем ФП T=191 и 404 K, что отражает относительную степень когерентности сопрягающихся фаз [4]. В этой связи представляют интерес антисегнетоэлектрики (АСЭ), ФП в которых методом АЭ ранее не исследовались. Цель настоящей работы --- исследовать особенности механического согласования СЭ- и АСЭ-фаз при ФП их друг в друга и в параэлектрическую (ПЭ) фазу. В качестве объектов исследований были выбраны кристаллы PbZrO3, испытывающие фазовые переходы АСЭ--СЭ--ПЭ, и кристаллы PbHfO3, испытывающие фазовые переходы АСЭ--АСЭ--ПЭ. Исследования проводились по методикам [5,6]. Одновременно измерялись активность N АЭ и относительная дилатация Delta L/L, а также наблюдались доменные структуры (ДС) кристаллов при их безградиентном термоциклировании в области ФП в интервале температур 150--250oC со скоростью нагрева и охлаждения 2--3oC/min. [!b] [scale=1.015]334-1.eps Результаты измерений относительной дилатации Delta L/L и активности N АЭ кристаллов PbZrO3 в области ФП. Результаты измерений кристаллов PbZrO3 представлены на рис. 1. PbZrO3 испытывает два ФП в следующей последовательности [7]: АСЭ--210oC--СЭ--222oC--ПЭ. ФП АСЭ--СЭ протекает без видимой перестройки ДС и не сопровождается ни дилатацией, ни АЭ (рис. 1, a). ФП СЭ--ПЭ сопровождается дилатационным скачком и всплеском АЭ. На стадии охлаждения ФП ПЭ--СЭ сопровождается формированием сложной ДС, дилатационным скачком и всплеском АЭ с N, большей, чем при ФП СЭ--ПЭ (рис. 1, b). ФП СЭ--АСЭ также не сопровождается дилатационным скачком, как и ФП АСЭ--СЭ, но сопровождается слабой АЭ (рис. 1, b). [!tb] Результаты измерений относительной дилатации Delta L/L и активности N АЭ кристаллов PbHfO3 в области ФП. Результаты измерений кристаллов PbHfO3 представлены на рис. 2. PbHfO3 испытывает два ФП в последовательности [7]: АСЭI--163oC--АСЭII--200.5oC--ПЭ. ФП АСЭI--АСЭII никак себя не проявляет: видимых изменений исходной 90o ДС замечено не было, АЭ и дилатация также не были зарегистрированы (рис. 2, a). ФП АСЭII--ПЭ протекал за счет перемещения нескольких плоских МГ, он сопровождался дилатационным скачком, но не АЭ. ФП ПЭ--АСЭII на стадии охлаждения протекает за счет перемещения нескольких МГ, вследствие чего возникает слоистая ДС с соотношением толщин двойников a/c=3/1 (аналогично исходной ДС). Этот ФП сопровождался дилатационным скачком и слабой АЭ (рис. 2, b). ФП АСЭII--АСЭI также никак не проявил себя, как и обратный ему ФП, видимых изменений ДС не замечено, АЭ и дилатации также не было зарегистрировано. Сравним ДС, относительные величины дилатационных скачков и соответствующих им величин N, сопровождающих ФП в кристаллах PbZrO3 и PbHfO3. В PbZrO3 дилатация сопровождается интенсивной АЭ как при ФП СЭ--ПЭ, так и при ФП ПЭ--СЭ, по завершении которого в кристаллах формируется сложная ДС. Следовательно, высокий уровень АЭ свидетельствует о некогерентном сопряжении фаз при ФП ПЭ--СЭ. В PbHfO3 величина дилатации вдвое меньше, и лишь ФП ПЭ--АСЭII сопровождается слабой АЭ при формировании ДС. Низкий уровень АЭ отвечает, очевидно, более согласованному взаимодействию фаз при ФП ПЭ--АСЭ. Отсутствие дилатации и АЭ при неизменной ДС приводит к выводу о том, что ФП АСЭII--АСЭI в PbHfO3 протекает в условиях оптимального согласования фаз.
  1. В.С. Бойко, Р.И. Гарбер, А.М. Косевич. Обратимая пластичность кристаллов. Наука, М. (1991). 280 с
  2. Я.С. Уманский, Ю.А. Скаков. Физика металлов. Атомиздат, М. (1978). 352 с
  3. Е.Г. Фесенко, В.Г. Гавриляченко, А.Ф. Семенчев. Доменная структура многоосных сегнетоэлектрических кристаллов. Изд-во Рост. ун-та. Ростов н/Д (1990). 192 с
  4. В.А. Калитенко, В.М. Перга, И.Н. Саливонов. ФТТ 22, 6, 1638 (1980)
  5. Е.А. Дулькин, В.Г. Гавриляченко, А.Ф. Семенчев. ФТТ 34, 5, 1628 (1992)
  6. Е.А. Дулькин. СФХТ 5, 1, 103 (1992)
  7. О.Е. Фесенко. Фазовые переходы в сверхсильных электрических полях. Изд-во Рост. ун-та. Ростов н/Д (1984). 144 с

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.