Издателям
Вышедшие номера
Размытый фазовый переход в поверхностном слое кварца при изменении температуры
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.
  1. В.И. Веттегрень, Р.И. Мамалимов, Г.А. Соболев, С.М. Киреенкова, Ю.М. Морозов, А.И. Смульская. ФТТ 55, 5, 981 (2013)
  2. W.G. Spitzer, D.A. Kleinman. Phys. Rev. 121, 5, 1324 (1961)
  3. A.B. Kuzmenko. Rev. Sci. Instr. 76, 083 108 (2005)
  4. J. Etchepare, M. Merian, P.J. Kaplan. Chem. Phys. 60, 5, 1873 (1974)
  5. Г.С. Ландсберг. Оптика. Физматлит. М. (2003). 848 с
  6. W.L. Bragg, R.E. Gibbs. Proc. Roy. Soc. Lond. A 109, 405 (1925)
  7. R.E. Gibbs. Proc. Roy. Soc. Lond. A 107, 561 (1925)
  8. K. Kihara, J. Eur. Mineral. 2, 63 (1990)
  9. A.F. Wright, M.S. Lehmann. J. Sol. State Chem. 36, 371 (1981)
  10. M.G. Tucker, D.A. Keen, M.T. Dove. Mineral. Mag. 65, 4, 489 (2001)
  11. А.Н. Никитин, Р.Н. Васин, А.М. Балагуров, Г.А. Соболев, А.В. Пономарев. Письма в ЭЧАЯ 3, 1, 76 (2006)
  12. А.Н. Никитин, Г.В. Маркова, А.М. Балагуров, Р.Н. Васин, О.В. Алексеева. Кристаллография 52, 3, 450 (2007)
  13. S.M. Shapiro, D.C. O'Shea, H.Z. Cummins. Phys. Rev. Lett. 19, 7, 361 (1967)
  14. D.R. Spering, I. Farnan, J.F. Stebbins. Phys. Chem. Minerals. 19, 307 (1992)
  15. Г.А. Соболев, А.В. Пономарев, А.Н. Никитин, А.М. Балагуров, Р.Н. Васин. Физика Земли. 10, 5 (2004)
  16. В. Кенциг. Сегнетоэлектрики и антисегнетоэлектрики. М.: ИЛ (1960). 235 с
  17. М.В. Белоусов, Б.Е. Вольф. Письма в ЖЭТФ 31, 6, 348 (1980)
  18. M.T. Dove. Am. Mineral. 82, 213 (1997)
  19. Г.А. Малыгин. УФН 171, 2, 187 (2001)
  20. Б.Н. Ролов, В.Э. Юркевич. Физика размытых фазовых переходов. Изд-во Ростовского ун-та (1983). 320 с
  21. P.M. Dove, N. Han, J.J. De Yoreo. PNAS 102, 43, 15 357 (2005)
  22. G. Dhanaraj, K. Byrappa, V. Prasad, M. Dudley. Springer Handbook of Crystal Growth. (2010). V. 38. 1818 p
  23. A.R. Lang, V.F. Miuscov. J. Appl. Phys. 38, 2477 (1967)
  24. F. Gervais, B. Priou. Phys. Rev. B 11, 10, 3944 (1975)
  25. V.I. Vettegren, I.I. Novak, K.J. Friedland. Int. J. Fracture 11, 5, 789 (1975)
  26. O. Madelung. Festkorpertheorie. Springer, Berlin (1972). 416 p
  27. D.L. Lakshtanov, S.V. Sinogeikin, J.D. Bass. Phys Chem. Minerals. 34, 11 (2007)
  28. U. Raz, S. Girsperger, A.B. Thompson. http://e-collection.ethbib.ethz.ch/cgi-bin/show.pl?type=bericht\&nr=184
  29. Y. Hiki. Phys. Soc. Jpn. 15, 586 (1960)
  30. 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.