Микроострия. Свойства, изготовление, применение. Сергей Зайцев
нереально большие механические напряжения. Поэтому наличие в образцах-микроостриях высокой плотности дефектов практически не сказывается на их прочности. Действительно, если бы разброс, характерный для образцов микронных диаметров, сохранился и для диаметров на порядок меньших, то нам удавалось бы в автоионном микроскопе исследовать лишь один из десяти подготовленных образцов (так как в процессе наблюдения возникают напряжения не ниже 109 Н/м2). На деле же удается проводить полевое испарение более 90% образцов. Вместе с тем, движение единичных дислокаций вполне возможно и наблюдается в микроскопе. Еще одним доводом в пользу этого заключения являются результаты деформирования микроострий путем вдавливания их в плоскую твердую поверхность (рис.4).
Рис.4. Молибденовое микроострие после вдавливания в стальную пластину.
В связи с этим возникает вопрос о том, какой характер имеет деформация разрушения в диапазоне диаметров менее 0,1 мкм. Типичное изображение в растровом электронном микроскопе образца после разрушения в сильном электрическом поле показано на рис.5.
Рис.5 Микроострие после обрыва в сильном электрическом поле
На следующих рисунках (рис.6) приведены автоионные изображения вольфрамовых микроострий до разрушения и сразу после.
Рис.6
На поверхности разрушения возникают характерные круглые микробугорки. На рис.6 видно, что нижний бугорок имеет кристаллографическую ориентацию, совпадающую с исходным образцом. Их количество – от одного до пяти (чаще два). Это характерно для всех исследованных материалов. Причем, данные атомно-зондового анализа не подтверждают версию о том, что в момент разрушения оторвавшаяся часть образца испаряется в виде ионов или что происходит какой-либо электрический разряд. Можно предположить, что это особая «недислокационная» пластическая деформация, но микромеханизм ее протекания пока не ясен. Для всех исследованных материалов (исследовались образцы из тугоплавких металлов: W, Mo, сплава W-5%Re и сталей 1Х18Н10Т, 316 (10Х17Н13М2) и ЭП838 (07Х12Г14Н4ЮМ).) характер зависимости прочности от диаметра является сходным. Выполняется общая закономерность, которая состоит в том, что прочность по мере уменьшения диаметра образца от 30 до 1 мкм практически не изменяется, а при диаметрах менее 1 мкм разброс результатов, получаемых по данной методике (в этой области диаметр образцов определяли в растровом и просвечивающем электронных микроскопах) резко возрастает. Однако при уменьшении диаметра менее 0,1мкм разброс результатов уменьшается. В качестве примера на рис.7 приведена зависимость прочность-диаметр для вольфрама (для других исследованных материалов характер зависимостей аналогичный).
Конец ознакомительного фрагмента.
Текст предоставлен ООО «ЛитРес».
Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на ЛитРес.
Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного