Способ упругого анизотропного деформирования монокристаллов Советский патент 1992 года по МПК G01N3/00 

Изобретение относится к испытательной технике, способам получения сильных анизотропных деформаций монокристаллов типа одноосного растяжения и может использоваться в технике исследования прочностных, электронных и магнитных характеристик металлов, а также в измери- технике как способ регистрации сверхсильных деформаций.

Известен способ испытания образцов монокристаллов в условиях одноосного сжатия, в котором размещенный внутри упругого кольца образец жестко фиксируют по торцам и ориентируют так, что сжимающее усилие направлено вдоль его кристаллографических плоскостей наилегчайшего скольжения, что сдерживает преждевременное проявление пластических деформаций.

Известный способ характеризуется небольшим диапазоном упругих деформаций, который составляет 0,4%.

Цель изобретения - расширение диапазона упругих деформаций типа одноосного растяжения.

В основе способа, позволяющего искусственным образом расширить область упругого анизотропного растяжения, лежит представление о необходимости задержать начало пластической деформации путем создания на образце специальных граничных условий, препятствующих развитию пластических процессов. Так как при низких температурах пластическая деформация развивается за счет скольжения, фиксация плоскостей скольжения (для полуметаллов В), Sb, As и сплавов на их основе это плоскость II) осуществляется стеклянной оболочкой, плотно прилегающей к образцу и в несколько раз превышающей диаметр образца. Растяжением кристалла, заключенного в твердую оболочку, блокируют сдвиги пластической деформации.

Способ осуществляют следующим образом.

Образец в виде тонкого цилиндрического монокристалла в стеклянной изоляции. полученный по методу Улиговского, помещают в упругое кольцо, предварительно

(Л

v|

Jb Ю VI СЛ О

проградуировэнное по относительному уд- лийениго от растягивающего усилия. Торцы образца с электрическими контактами закрепляются с помощью эпоксидной смолы на внутренней части упругого Кольца. Рас- тягивающее усилие направляют вдоль кристаллографической оси наилегчайшего скольжения или близкой к ней (±45°). Путем деформирования упругого кольца нагружают образец растягивающим усилием до 3,5% относительного удлинения образца с последующим снятием нагрузки. Упругие свойства образцов позволяют проводить обратимые циклы растяжения многократно с полным воспроизведением сопротивле- ния, амплитуд и частот осцилляции Шубни- кова-де Гааза.

На фиг. 1 приведена схема растягивающего устройства; на фиг. 2 - осцилляции Шубникова-де Гааза.

Предлагаемое устройство содержит монтажную вставку 1 из бериллиевой бронзы, пружину 2, растягивающий винтЗ, бронзовое кольцо 4, внешнюю трубку 5, стержень б, контактные пластины 7, обра- зец 8, электрические контакты 9 и механическое крепление образцов и вращательную головку 10.

Осцилляции Шубнмкова-де Гааза (фиг. 2) сняты при 4,2 К и различных значениях относительного удлинения.

Пример. Монокристаллические образцы цилиндрической формы из Bi, B1 - 0,03 Sn в стеклянной изоляции диаметром от 3 до 0,8 мкм и длиной от 8 до 2 мм с злектри- ческими контактами укрепляются на упругом элементе (кольце) эпоксидной смолой. Ось образцов совпадает с П. направлением приведенной зоны Бриллюэна, т. в. плоскость совершенной спайности составляет

угол с растягивающим усилием. Нагружая усилием осевого растяжения упругое кольцо, измеряют величину упругих деформаций. Одновременно исследуют электрические и электромагнитные свойства образцов, Максимальная величина деформаций, после чего полностью воспроизводятся величины удельного сопротивления, частота и амплитуда осцилляции Шубникова-де Гааза составляет 3.5%. Максимально достижимые деформации при испытании образцов на одноосное растяжение висмута составляет 0,7%.

В таблице приведены результаты испытаний образцов на одноосное растяжение при 4,2 К.

Таким образом, образцы, подвергнутые растяжению по предлагаемому способу, выдерживают нагрузки, на порядок превышающие известные, позволяя проводить обратимые циклы многократно.

Формула изобретения Способ упругого анизотропного деформирования монокристаллов при одноосном нагружении путем фиксации главных плоскостей наилегчайшего скольжения в кристаллической решетке, отличающийся тем, что, с целью расширения области упругого деформирования за счет задержки развития пластических деформаций, используют монркристалл в виде нити, фиксацию главных плоскостей наилегчайшего скольжения осуществляют нанесением стеклянного покрытия на боковую поверхность нити, а нагружение осуществляют растяжением под углом а к направлению указанных плоскостей, выбираемым из условия л/А а лУ4.

er

ю

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для упругого анизотропного деформирования монокристаллов при одноосном нагруже- нии путем фиксации главных плоскостей наилегчайшего скольжения в кристаллической решетке. Используют монокристалл в виде нити. Главные плоскости наилегчайшего скольжения фиксируют нанесением стеклянного покрытия на боковую поверхность нити, а нагружение осуществляют растяжением под углом а к направлению указанных плоскостей, удовлетворяющим условию - лУ4 а л/А. 2 ил , 1 табл.

О о

AR/R, отн. ед.

Фиг.}

Н,кэ