Исследование механических свойств монокристалла LaB₆ методом наноиндентирования

Abstract

Методом наноиндентирования исследована специфика упругопластического перехода в монокристалле гексаборида лантана при локализации деформации в субмикронной области как при низкой (скол), так и высокой (механическая полировка) плотности дислокаций в образце. При испытаниях на сколе монокристалла по плоскости спайности (001) наблюдали резкий упругопластический переход (pop-in) в результате гомогенного зарождения дислокаций в области контакта при сдвиговых напряжениях, близких к теоретической прочности LaB₆ при сдвиге. После механической полировки упругопластический переход при внедрении индентора происходил плавно в результате движения и размножения уже существующих в области контакта дислокаций. Деформационное упрочнение поверхности образца вызвало повышение твердости на 5 ГПа при глубине отпечатка 120 нм.

Методом наноіндентування вперше досліджено специфіку пружнопластичного переходу у монокристалах гексабориду лантана при локалізації деформації у субмікронній області як у випадку низької (відкол), так и високої (механічна поліровка) густини дислокацій у зразку. При випробуваннях на відколі монокристалу по площині довершеної спайності (001) спостерігали різкий пружнопластичний перехід (pop-in) внаслідок гомогенного зародження дислокацій в області контакту при зсувних напругах, близьких до теоретичної міцності LaB₆ на зсув. Після механічної поліровки пружнопластичний перехід при заглибленні індентора відбувався плавно внаслідок руху і розмноження вже існуючих в області контакту дислокацій. Деформаційне зміцнення поверхні зразка викликало підвищення твердості на 5 ГПа при глибині відбитку 120 нм.

The nanoindentation has been used to study a specificity of the elastoplastic transition in a lanthanum hexaboride single crystal during the localization of the deformation in a submicron region both with a low (cleavage) and high (mechanical polishing) dislocation density in a sample. An abrupt elastoplastic pop-in due to a homogeneous nucleation of dislocations in the contact region in shear stresses close to the theoretical shear strength of LaB₆ in value has been observed in testing the single crystal cleavage on the (001) plane. On mechanical polishing the elastoplastic pop-in during the indentation has been smoothed because of the motion and multiplication of dislocations already existing in the contact region. The increase of the hardness by 5 GPa in an imprint depth of 120 nm has been caused by the deformation hardening of the sample surface.