АНИЗОТРОПИЯ МИКРОТВЕРДОСТИ КРИСТАЛЛОВ СЕМЕЙСТВА ЛАНГАСИТА

Исследована микротвердость по методу Кнуппа монокристаллов La3Ga5SiO14 (ЛГС), La3Ta0,5Ga5,5O14 (ЛГТ), Ca3TaGa3Si2O14 (КТГС) семейства лантан−галлиевого силиката тригонального класса симметрии 32 пространственной группы Р321. Анизотропия микротвердости обусловлена возможностью выноса материала под индентором, что и определяет значение микротвердости на разных плоскостях и в разных кристаллографических направлениях на плоскости. Разработана методика измерения микротвердости по методу Кнуппа на полуавтоматическом микротвердомере Tukon 2100B для монокристаллов семейства лангасита. Обнаружена анизотропия микротвердости I рода (полярная зависимость микротвердости от положения индентора относительно кристаллографических направлений в плоскости измерения) на кристаллографических плоскостях (112−0), (011−0), (0001). Анизотропия микротвердости в хрупких кристаллах семейства лангасита определяется возможностью массопереноса под индентором за счет перемещения межузельных атомов и вакансий кислорода и галлия. Показано, что микротвердость на всех исследованных плоскостях монокристаллов КТГС (как на базисных, так и на призматических) ниже, чем на соответствующих плоскостях монокристаллов ЛГС и ЛГТ. При этом в монокристаллах КТГС отсутствует анизотропия микротвердости как I, так и II рода. Полярную зависимость механических свойств монокристаллов лангасита и лангатата необходимо учитывать в технологии обработки поверхности и в технологии изготовления пьезо− и акустоэлементов. 

1. Андреев, И. А. Монокристаллы семейства лангасита — необычное сочетание свойств для применений в акустоэлектронике / И. А. Андреев // Журн. техн. физики. − 2006. − Т. 76, No 6. − С. 80—86.

2. Гринев, Б. В. Оптические монокристаллы сложных оксидных соединений / Б. В. Гринев, М. Ф. Дубовик, А. В. Толмачев. − Харьков: Институт монокристаллов, 2002. − С. 251.

3. Fachberger,R.Materialentwicklungvonlangasit−einkristallen als substrat für oberflächenwellenbauelemente: Dissertation / R. Fachberger. − Wien, 2003. − P. 12.

4. Mill, B. V. Langasite−type materials: from discovery to present state / B. V. Mill, Yu. V. Pisarevsky // Proc. 2000 IEEE Inter. Frequency Control Symp. − 2000. − Р. 133—144.

5. Милль, Б. В. Модифицированные редкоземельные галлаты со структурой Ca3Ga2Ge4O14 / Б. В. Милль, А. В. Буташин, Г.Г. Ходжабагян, Е. Л. Белоконева, Н. В. Белов // Докл. АН СССР. − 1982. − Т. 264, No 6. − С. 1385—1389.

6. Фахртдинов, Р. Р. Пьезоэлектрический кристалл Ca3TaGa3Si2O14: синтез, структурное совершенство и акустические свойства: Магистерская диссертация / Р. Р. Фахртдинов. − Черноголовка : МФТИ, 2011. − 20 с.

7. Кугаенко, О. М. Основные теплофизические параметры монокристаллов лангасита (La3Ga5SiO14), лангатата (La3Ta0.5Ga5.5O14) и катангасита (Ca3TaGa3Si2O14) в интервале температур от комнатной до 1000 °С / О. М. Кугаенко, С. С. Уварова, С. А. Крылов, Б. Р. Сенатулин, В. С. Петраков, О. А. Бузанов, В. Н. Егоров,С. А. Сахаров//Изв.РАН.Сер.физическая.−2012. − Т. 76, No 11. − С. 1406—1411.

8. Аронова, А. М. Прочность и пластичность монокристаллов La3Ga5SiO14 / А. М. Аронова, Г. В. Бережкова, А. В. Буташин, А. А. Каминский // Кристаллография. − 1990. − Т. 35, No 4. − С. 933—938.

9. Кугаенко, О. М. Пластическая деформация пьезоэлектрических кристаллов лантан−галлиевого танталата при циклических механических воздействиях / О. М. Кугаенко, С. С. Уварова, В. С. Петраков, О. А. Бузанов, В. Н. Егоров, С. А. Сахаров, М. Л. Поздняков // Деформация и разрушение материалов. − 2012. − No 2. − С. 16—21.

10. Уварова, С. С. Рентгеноструктурные исследования температурной устойчивости структуры кристаллов семейства лангасита / С. С. Уварова, О. М. Кугаенко, В. С. Петраков, Т. Б. Сагалова, С. А. Крылов, О. А. Бузанов, В. Н. Егоров, С. А. Сахаров // Сб. материалов Третьей междунар. молодежной научной школы− семинара «Современные методы анализа дифракционных данных (дифракционные методы для нанотехнологии) и актуальные проблемы рентгеновской оптики». − В. Новгород, 2011. − С. 68—69.

11. ГОСТ9450−76.Измерениемикротвердостивдавливанием алмазных наконечников. − М. : Изд−во стандартов, 1991.

12. Колесников,Ю.В.Механикаконтактногоразрушения/ Ю. В. Колесников, Е. М. Морозов. − М. : Наука, 1989.

13. Шаскольская,М.П.Кристаллография/М.П.Шаскольская. − М. : Высш. шк., 1984. − С. 376.

14. Шаскольская,М.П.Ораспределениидислокацийоколо отпечатка индентора на гранях кристалла типа каменной соли / М. П. Шаскольская, Ван−Янь−Вэнь, Гу−Шу−Чжао // Кристаллография. − 1961. − Т. 6, No 2. − С. 277—279.

15. Акчурин, М. Ш. Микрокадотолюминесцентное исследование перемещения точечных дефектов при индентировании тугоплавких кристаллов / М. Ш. Акчурин, В. Г. Галстян, В. Р. Регель, В. Н. Рожанский // Поверхность. Физика, Химия, Механика. − 1983. − No 3. − С. 119—123.

16. Акчурин,М.Ш.Оприродедеформированиякристаллов сосредоточенной нагрузкой. РЭМ исследования / М. Ш. Акчурин, В. Г. Галстян, В. Р. Регель // Изв. АН СССР. сер. физ. − 1991. − Т. 55, No 8. − С. 1556—1567.

17. Инденбом, В. Л. Долговечность материала под нагрузкой и накопление повреждений / В. Л. Инденбом, А. Н. Орлов // Физика металлов и металловедение. − 1977. − Т. 43, вып. 3. − С. 469—492.

18. Рожанский, В. Н. Краудионная пластичность CsJ / В. Н. Рожанский, Н. Л. Сизова, А. А. Урусовская // ФТТ. − 1971. − Т. 13, No 2. − С. 411—415.