Anisotropy of Microhardness Crystals of the Langasite Family
https://doi.org/10.17073/1609-3577-2014-3-174-182
Abstract
Microhardness of single crystals La3Ga5SiO14, La3Ta0.5Ga5.5O14, Ca3TaGa3Si2O14 family of lantanum gallium silicate of trigonal symmetry class of 32 space group P321 has been researched by Knoop method. Anisotropy of microhardness determined by the ability to bring the material under the indenter, which determines the value of microhardness on different planes and in different crystallographic directions in the plane. The technique of measuring the microhardness by Knupp method for semi−automatic hardness tester Tukon 2100B for single crystals of langasite family. Anisotropy of the I group of microhardness (microhardness polar dependence on indentor position relatively crystallography directions in the plane of measurement) on the crystallography planes (112−0), (011−0), (0001) has been founded.
Anisotropy of microhardness in fragile crystals of langasite family determined by the possibility of mass transfer under the indenter due to the movement of interstitial atoms and vacancies of oxygen and gallium. Measurements have shown that microhardness on all investigated planes of CTGS single crystals, as base, and the prismatic lower than the respective planes of LGS and LGT single crystals; wherein in CTGS single crystals there is no anisotropy of microhardness microhardness as I, and II type. Polar dependence of the mechanical properties of langasite and langatate single crystals should be taken into account in the surface treatment technology and manufacturing techniques of piezo− and acoustoelements.
About the Authors
O. M. Kugaenko
National University of Science and Technology «MISiS», 4 Leninskiy prospekt, Moscow 119049, Russia
Russian Federation
Russian Federation
Cand. Sci. (Phis.−Math.), Senior Researcher
E. S. Torshina
National University of Science and Technology «MISiS», 4 Leninskiy prospekt, Moscow 119049, Russia
Russian Federation
Russian Federation
Graduate Student
V. S. Petrakov
National University of Science and Technology «MISiS», 4 Leninskiy prospekt, Moscow 119049, Russia
Russian Federation
Russian Federation
Cand. Sci. (Eng.), Assoc. Prof.
O. A. Buzanov
OJSC «Fomos-Materials», 16 Buzheninova Str., Moscow 107023, Russia
Russian Federation
Russian Federation
Cand. Sci. (Eng.), Сhief Technologist
S. A. Sakharov
OJSC «Fomos-Materials», 16 Buzheninova Str., Moscow 107023, Russia
Russian Federation
Russian Federation
Deputy Director
References
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.
Review
For citations:
Kugaenko O.M., Torshina E.S., Petrakov V.S., Buzanov O.A., Sakharov S.A. Anisotropy of Microhardness Crystals of the Langasite Family. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering. 2014;(3):174-182. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1609-3577-2014-3-174-182
Views:
1060
Email this article 