домены упругие

ДОМЕНЫ УПРУГИЕ - области с разл. спонтанной, или собственной, деформацией, возникающие в твёрдой фазе при её образовании внутри или на поверхности другой твёрдой фазы. Наблюдаются при мартенситном превращении, упорядочении твёрдых растворов, механич. двойниковании. Собств. деформация является характеристикой макросконич. изменения кристаллич. решётки при превращении. Если на поверхности контакта двух кристаллич. фаз возникает или сохраняется . сопряжённость (связность) кристаллич. решёток, то вследствие разницы собств. деформаций фаз эта поверхность является источником внутр. напряжений, к-рые распространяются на расстояния, сопоставимые с протяжённостью поверхности контакта (дальнодействующее поле). Эти напряжения существенно меньше, если по крайней мере одна из фаз представляет собой конгломерат доменов с разл. собств. деформацией. Д. у. могут быть различно ориентированные варианты одной и той же фазы, имеющей более низкую симметрию, чем исходная фаза, а также области разл. фаз. Собств. деформации доменов одной фазы связаны между собой операциями симметрии исходной фазы - домены являются двойниками и по плоскости двойникования граничат без взаимного искажения (рис. 1,а). Если новая фаза представляет собой чередование плоскопараллельных доменов (рис. 1, б) (доменные границы параллельны плоскости двойникования), то межфазная граница состоит из чередующихся участков сжатия и растяжения, необходимых для сопряжения решётки исходной фазы с решётками того или иного домена. При определённой относит. толщине доменов интерференция полей напряжения от чередующихся участков межфазной границы приводит к исчезновению дальнодействующего упругого поля, за исключением искажений, сосредоточенных в приграничном слое (рис. 1, в). Толщина этого слоя примерно равна периоду доменной структуры, а упругая энергия тем меньше, чем меньше период. Но с уменьшением периода растут число доменных границ и их суммарная энергия. Конкуренция этих факторов определяет оптимальный период d=(eH/g)^1/2, где e@Ge² - плотность упругой энергии в приграничном слое (G - модуль сдвига, e - собств. деформация), g - энергия доменных границ, Н - толщина полидоменной пластины. Реально толщина упругих доменов находится в пределах от долей мкм (в тонких пластинах мертенситных фаз) до мм (в кристаллах сегнетоэластиков). Полидоменная пластина, состоящая из плоскопараллельных упругих доменов,- стабильный структурный

Рис. 1. Двумерная модель превращения фаз. а - схема перехода квадратов решётки 1 в две различным образом ориентированные прямоугольные решётки 2 и 3 б - полидоменная пластина; в - сопряжение кристаллических решёток на межфазной границе; АВ - доменная граница - плоскость двойникования. элемент фазы, образующейся в контакте с другой фазой. Равновесная доменная структура пластины зависит от внеш. нагрузок. Под действием внеш. механич. напряжений один из доменов становится энергетически более выгодным, чем другой, и доменные границы смещаются, увеличивая долю более выгодного домена. Это приводит к декомпенсации источников напряжения

Рис. 2. Фотография полидоменных пластин в NbТe₂: видны напряжения на границах пластин. на межфазной границе: возникают дальнодействующие поля внутр. напряжений, гасящие внеш. поле внутри полидоменной пластины. При достаточно больших внеш. напряжениях полидоменная пластина переходит в монодоменную. При снятии напряжения полидомениая структура восстанавливается. Если подвижность доменных границ достаточно велика, такое изменение структуры под нагрузкой происходит почти обратимо и материал обнаруживает "сверхупругпе" свойства, поскольку смещение доменных границ приводит к дополнит. деформации. Д. у. могут быть и области, последовательно сдвинутые друг относительно друга (трансляц. домены). Доменные границы в этом случае могут отсутствовать или быть образованы дефектами упаковки, а ослабление или уничтожение дальнодействуюшего поля меж-фазион границы происходит вследствие образования на границе дислокационного ряда, компенсирующего это поле. Независимо от того, состоит ли полидоменная область из доменов одной фазы или разл. фаз, в термодинамич. отношении она представляет собой в целом единую фазу, обладающую дополнит. внутр. параметрами, отражающими наличие доменной структуры. Лит.: Ройтбурд А. Л., О доменной структуре кристаллов, образующихся в твердой фазе, "ФТТ", 1968, т. 10, с. 3619; его же. Теория формирования гетерофазной структуры при фазовых превращениях в твёрдом состоянии, "УФН", 1974, т. 113, с. 69; Хачатурян А. Г., Теория фазовых превращений и структура твердых растворов, М., 1974. А. Л. Ройтбурд

   <<      Предметный указатель      >>