Атты денелердегі фазалық айналулардың температуралық емес себептері

Қатты денелердегі фазалық көлемдік айналуларға температурадан басқа сыртқы қысым да үлкен әсер етеді. Үлкен қысымдар алу техникасының аппаратуралық жабдықталуы үлгіге жан-жақтан (гидростатикалық) немесе қандайда бір кристаллографиялық бағыт бойымен біросьті қысыммен әсер беруге мүмкіндік береді.

Импульстік лазерлі техникасы бүгінде оптикалық квант генераторлары шығаратын жарық квантымен сәулелендіру кезінде қатты денеде пайда болатын соқпа толқындар түрінде динамикалық жүктемені қолдануға мүмкіндік жасайды. Бұл жағдайда көлемдік айналулар тепе-теңдікте емес.

Осындай тепе-тендікте емес айналулар денеге басқа да энергия түрлері бергенде жүзеге асуы мүмкін. Мысалы, энергиясы жоғары бөлшектермен (γ-кванттар, нейтрондар,т.б.) сәулелендіргенде, механикалық ықпал жасағанда және т.б. Осы екі мысалды қарастырайық.

Сәуле беру кезіндегі айналулар. Кристалға сәуле бергенде түзілетін нүктелік ақауларды бұрынғы дәрісте қарастырғамыз. Мұнда соны толықтырамыз.

 

 

Сәуле бергенде ақаулар түзілудің жалпы сызбасы 6.7-суретте берілген. Біріншілік бөлшек Р кристалға келіп түседі де, энергиясы жоғары болғандықтан онда белгілі бір жүріс жасап, вакансиялар мен түйінаралық атомдары қалдырады. Тор атомдарына энергия бергенде зат алмасусыз атомдық қатар бойымен энергияның шоғырлануы (фокусировка) мүмкін. Бұл энергия беру жолында атомдар орындарын алмасудың жоғары жиілігінде жүзеге асуы мүмкін. Осындай бірқатар атомдар F фокусондар деп аталады. Мұндай атомдық қатардың басында L вакансия түзіледі. Жеке түйінаралық М атомдар да атомдық қатарлар – С краудиондар түзе алады. Егер энергия қандай да бір Е фокустау энергиясынан төмен болса, онда краудион фокусонға айналады. Краудиондар мен фокусондар энергиясы торға беріледі.

Біріншілік бөлшектің энергиясы толық жұмсалғанда кристалда диаметрі 5-10 кристалл тор периодына тең сиретілген аумақ түзіледі. Осындай аумақтар сәулеленумен басталған көлемдік айналудың нәтижесі болып табылады. Бұл – кристалл тордың ретсіздену аумақтары. Ең шекті жағдай осы аумақтарда тордың толық аморфтануы болып табылады. Қыздырғанда мұндай ретсіз аумақтар өзгеріп, тор тепе-теңдік күйіне қайтып келеді. Бұл кезде реттелген ретсіздік көлемдік айналудың тағы бір түрі байқалады.

Механикалық индуцирленген айналулар. Механикалық әсер бергенде: үйкелісте, ұсақтауда, соққанда тор күшті ретсізденеді. Бұл кезде сәулеленуден айырмашылығы атомдардың ығысуымен қатар кристалл тордың 1 түрі 2-сіне айналуы мүмкін. Бұған жүктеменің түрі, деформациялану ұзақтығы әсер етеді.

Кестеде кейбір эксперименттік байқалатын фазалық құрылымдық айналулар келтірілген.

Кристалды соққанда атомдар күшті қозған күйге көшіп, онда қысқа уақытқа температура мен қысым жоғарылайды. Бұл фазалық айналулар жүзеге асуға жеткілікті. Жаңа фазалар тепе-теңдікте емес, бірақ ұзақ уақыт өмір сүре алады.

6.1 кесте.Кейбір эксперимент жүзінде байқалатын фазалық құрылымдық айналулар

 

Кристалл Кристалл торлардың құрылымдық айналуы
SiO -кварц аморфты
Co Гексагональды ж.о.к.
ZnS Вюрцит мырыш алдамышы
CaCO Кальцит арагонит
TiO Рутил аморфты TiO
FeS Марказит перит
Si Алмазға ұқсас аморфты