Một ma sát của đơn tinh thể Bismuth I —sự phụ thuộc biên độ biến dạng

[r]

MỘT MA S Á T CỦA BƠN TI NH THỀ BI SMUTH

I - s ự P H Ụ TH U Ộ C B IÊN Đ ộ B IẾ N DẠNG

ĐÕ X U Â N TH À N H ,

T R Ư Ơ N G QUANG NGH ĨA, NGUYỄN A N

1 M Ỡ Đ Ằ U

N ội m a s ả t là m ộ t đ ạ i l ư ợ n g đ ặ c tr ư n g ch o s ự tả n x ạ n ă n g lư ợ n g đ ả n b ồ l

t r u y ẽ n t r o n g v ậ t r ắ n N h ờ n ó có th ề hiễu r õ h ơ n v ê n h ữ n g q u á tr in h b iế n đố*

c ấ u tr ú c vi m ò x ả y ra k h i b iế n d ạ n g d ẻ o , k ế t tin h lạ i, h ó a giá v v Đ ã c ó r ấ t

n h i ề u cô n g trìn h th ự c n g h iệ m r à i ý th u y ế t n g h iê n c ử u v ã n đ è n à y T u y n h i è n

■ ự l u ă t h iệ n cụ c đ ạ i t r ê n đ ư ờ n g c o n g m ồ t& s ự p h ụ th u ộ c c ủ a n ộ ỉ m a s ả t r à o .b iê n đ ộ b iế n d ạ n g đ ư ợ c chỉ r a t r o n g [ 1, 2 ,3 ] v ẫ n c ò n c ă n p h ả i là m aảng tỏ th è m

T ro n g b ài n à y tr in h b ày n b ữ n g k ễ t q u ả th ự c n g h iệ m v ê n ộ i m a s á t c ủ a đ o n

t i n h th ề Bi p h ụ th u ộ c v ả o b iê n đ ộ b iể n d ạ n g v à m ộ l v à i ý k iế n v ẽ c á c h g iả i th íc b

n ộ i m a sát ở b iê n đ ộ b i é n d ạ n g c a o

P H Ư Ơ N G P H Ả P TH Ự C NGH IỆM

a ) P h ư ơ n g p h á p đ o : P h ư ơ n g p h á p d a o đ ộ n g riê jjg t r i n h b à y t r o n g [ 1 , 5 ]

đ ư ợ c á p dụng b đ â v đ è đ o n ộ i m a s á i cù a đ ơ n tin h th ê Bi Sơ đ ồ k h ố i củ a h ệ đ o

đ ư a r a ír è n h ln h 1 T ín h iệ u đ iệ n b iể n đ ỗ i v ớ í tẵ n sổ tr o n g k h o ả n g Kilohéc đ ư ợ c

đ ặ l v à o h a i đ i ệ n c ự c p h ủ t r ê n h a i m ặ t c ủ a b i é n t ủ t h ạ c h a n h h ì n h k h ố i h ộ p c h ừ

n h ậ t D o h iệ u ứ n g á p đ i ệ n n g ư ợ c m à số n g ftm đ ư ợ c s in h r a v à tr u y ề n v à o m ỗ u

ĩ H ìn h 1 : Sơ đô khỗì cùa hệ đo nội

ma sát bằng phương pháp dao động riêng

I — Máy phát tăn số ; II — Tàn sô

kế hiệu sỗ ; III và IV — các vồn

kẽ ; R — điện trở ỉ M — mẫu Bi *

Di và D2 là các điện cực phủ Irên biển tử thạch anh T

B i P h ầ n n ăn g lư ợ n g s ó n g á m bị lố n xạ đ ư ợ c đ á n h g iá b ằ n g n ộ i m a s á l IgS, c ò n

m ẫ u Bi b ị b iề n d ạ a g v ớ i b iê n đ ộ b iế n d ạ n g

b) T ạ o m â u :

C ác m ẫ u đ o đ ư ợ c c ắ t r a t ừ n h ữ n g đ ơ n tin h th ê Bi n u ô i b ằ a g p h ư ơ n g p h ấ p

■ ỏ n g ch ả y v ù n g v á i đ ộ Bạch c ủ a đ a t in h th è b a n đ à u là 99,9999% S au k h i m ả i

n h ẵ n - t à đ ả n h h ó n g b ằ n g d u n g d ịc h H NO3 • HaO = 6 : 1 m ẫ u có kích th ư ứ c là

v ố u eầu củ a p h ư ơ n g p h à p d a o độ n g r i ê n g [ 6 ] v à đ ư ợ c đ ư a r a t r o n g 'b ả n g 1 B ỗ n

l o ạ i m ẫ u n à y k h ả c n h a u là n h ư s a a N éu ch ọ n các tr ụ c tọ a Aộ v u ô n g gó c v ớ i c á c

B ả n g ỉ tr ụ c tọ a độ v u ô n g gỏ c v ớ i c á c tn ặ t c ủ a in ẫ u

và x em ch ú n g n h tr là t r ụ c X, Y ( t r ù n g vóri

tr ụ c d à i c ủ a m ẫ u ) yà z th ì m ẫ u l o ạ i I c ó

V = [ 112“] Y = [ ĩ ì o ] v à z = [ l l i ] T r ự c X

c ủ a 3 lo ạ i m ỗ u cò n lại c ũ n g là ( 1 1 2 ] n h ư n g

tr ụ c Y v à z c ủ a ch ú n g [ệ c h s o v ớ i cốc t r ụ c

n à y củ a m ẫ u lo ạ i I lầQ lư ợ t n h ữ n g gỏc 10° 20» v ả 30°

3 K Ể T QUẢ TH Ự C NGH IỆM VẢ T H Ả O

L U Ậ N :

S ự phụ th u ộ c củ a n ộ i m a s á t tg a v à o b i ê n

đ ộ b iẽ n d ạ n g e đ ư ợ c đ ư a r a t r ê n h ỉn h 2 v à 3 C ác đ iỗ u k iệ n th í n g h iệ m đ ẫ g h i

trê n m ỗ i h ìn h T u y n h iê n , c à n riói r ồ th ê m r ẳ n g cá c k ế t q u ả ở h ìn h 3 n h ậ n đ ư ợ c

t ừ m ộ t m ạ u io ạ i IV ỉb ị ba lầ n b iế n d ạ n g i ơ b ộ b ằrig cà ch n é n v u ô n g gó c v á i các

m ạ t in ả u và đ ồ n g th ờ i.c ũ n g lả v u ô n g góo v ớ i trụ c d à i c ủ a n ỏ N ộ i m a «át đ ẽ u

đ ir ạ ê đ o s a u m ỗ i lă n biỄ n d ạ n g sợ bộ n à y v à đ ộ b iế n d ạ n g ỏ cả e lân đ o lầ ĩi l ư ợ t

l à Ế Sb = ‘2,5% , 4,7% v à 7 ,4 % Ở đ â ý , Eoị = A S / S v ớ i S là titít d iệ n v u ô n g góc

v ờ i trụ c d ài, c ò n l à lirự n g b i ế n đ ô i c ủ a tiẽ t d iệ n n à y s a u m ỗi lầ n a é n

T ừ bixìb 2 a có th ê t h ấ y r ằ n g k h i e c ò n n h ỏ n ộ i m a s á t c ù a cẵ 4 lo ạ i m ẫ u b iế n

đ ô i k h ả ĩiS n g n h a u , n h ư n g k h i 8 tă n g đ ổ n ra ộ t giá t r ị n à o đ ó Ibi n ộ i m a s á t c ù a

c á c m ẫu lo ại ỊI, III và IV đ ã c ó n h ữ n g g iá tr ị c ự c đ ại, c ự c t i ỉ u tro n g k h i ừ m ẫ u

lo ạ i I lạ i k h ô n g n h ư v ậ y Đ? tiệ n lợ i v ã Irá n h s ự lặ p lạ i k h i 1Ỷ g iả i cảe k ế t q u ả

2 a v à c ũ n g l à đ ữ ở n g c o u g 1 t r ỏ n h l u h 2 b c h ẳ n g h ạ u ) v à c h i a n ổ r a l à m c á c đ o ạ n

a b j.b c , c đ , d e , è f v v

Mẫu C h iề u d à i 1 (m )

L o ại I 2.87 X 1 0 -'

L oại III 2.75 X 1 0 - 2

L o ại IV 2 7 3 X l ỡ - 2

a) Mẫu loại Ị, II ITỊ vă IV đo lăn đau tiín (lăn lượt tương ứng vởi câc đưởng

1, 2, 3 vă 4)

b> M ễloại IV đo lăn đđu vă lđn th* 4 (lđn Iirợt (ơ ơ ngứng.vở i câc ữưởng 1 vă 2>*

H ì n h 3 — Sự phụ tliuộe của nội ma «ât văo bií» độ biễn dạng ò mẫu loại IV

•đa bị biến dạng nĩn sơ bẠ với Bsb =^2,5%, 4,7%vă 7.4% (iđn lượt tương ứng

c ả 4 lo ạ i m à u k h i b iê n đ ộ b iễ n d ạ n g c ò n n h ỏ S ự b iế n đ ộ i n h ư th e r ấ t phù h ợ p

v ờ i m ỏ b in h ỵ ẽ m ẫ u í ệch m ạ n g bị g h i cK ặt t r o n g lý t-iiùyốt [7] L ỷ t b u y ẽ t n à y

c h ỉ r a r ằ n g n g u y ê n n h ầ n g ẳ y n ê n n ộ i m a SỒI là đ o Jt'cli m ạ n g đ ã n h ậ n m ộ t p h ầ n

n ă n g l i r ợ n g s ó n g â m đ e d a o đ ộ n g ( đ o ạ n a b ) v ả v ừ a ò " b ứ t lệ c lí R ilin g k h ỏ i c ạ c

đ ie m g h i c h ặ t l à cá c n g o y ê n l ử tạ p ebẫt> viYa đô đ a o đỘBg (đ o ạ n bc>

Đ ẽ n đ i ề m c ứ n g v ớ i b i ô n đ ộ b i ể n d ạ n g l à Cc l ỹ t h u y ẽ t ị 7 | k h ố n g c ỏ n ả p đ ụ n g

đ ư ợ c n ữ a [1] 'Vì v ậ y c a n p h ả i c ó m ộ t lý t h u y ễ í k hốc đ l giỗ i th íc h s ự tỉế n t ớ i Cực đ ạ i va g iả m d à n 5 u ố n g c ự c tiều c ủ a n ộ i m a sál s a u đ iề m c n h ư n g c h o đ ế n

n ạ y v ẫ n c h ư a có m ộ t lý t h u y ễ t h o à n Chĩnh n à o đ á p ứ n g điĩỌ'C đ ò i h ỏ i n à y T u y

n h i ê n , đ ã c ó V k i ế n c b o r ằ n g k h i s ứ c c ă n g l ở n n ộ i m a s á t đ ư ợ ô g â y ( n é n b ở i s ự

b ứ t lệ c h m ạ n g lch ằ i c á c diêm ; g h ì c h ặ t ụ cáẹ n ú t c ủ a l ư ớ i'lệ c h m ạ n g (đ ẩ y c h í a h

l à s ự s in h 'lệ c h m ạ n g m ớ i b ằn g n g u ồ n F r a n k — R e a d ) và b ở i s ự d ie h c h u y ề n

ẹ ủ ạ l ệ c h m ạ n g đ i n h ữ n g k h o á n g c á c l i x a , t ứ c l à b ớ i s ự b i ế n d ạ n g d ẻ o t r o n g D b ữ n g

T h e o ch ú n g tô i, ý k iế n v ừ a n ê u t r ê n có th ề p h á t t r i e n th à n h hai h ư ỏ n g M ộ t

là ) n ế u s ự s in h lệ c h m ạ n g m ố i-v à s ự c h u y ề n đ ộ n g củ a c h ứ n g tă n g d â n th i n ộ i

m a t ố t tă n g d ằ n T r a ờ n g họ-p n à v đ ư ợ c x e m n h ư l à ứ n g vớ i các đ o ạ n c d e f g h i

H a i là , v ì c á c lý d o k h á c n h a ụ [8] s ự s i n h lệ c h m ạ n g m ớ i giảrụ d à n Ih ậ m c h í

k h ô n g c ò n n ữ a v à s ự d ịc h c h u y ê n củ a các 1Ểch m ạ n g c ũ n g giỗ m đ ầ ĩi đ ế n m ứ c

c h ỉ c ò n có s ự d a o đ ộ n g c ủ a c á e đ o ạ n lộch m ạ n g m ả th ô i th i n ộ i m a s ấ t sẽ g iả m

a à tì t ừ c ự c đ ạ i x u ổ ^ g c ự c tiều T r ư ở n g h ợ p s a u n à y đ t t ọ e x em n h ư l à ứ n g v ớ i

c á c đ ó ạ n d e , fg , hk K hi so s á n h s ự l ý g iả i v ừ a n ê u v ó i kẾt q u ả đ u a r a tr ê n h ìn h

2 á th i r õ r à n g r ằ n g s ự b iế n d ạ n g d ẻ o đ ịn h x ứ x ả y r a từ d ễ đ ế n k b ố lẫ n l ư ợ t ử n g

v ỡ i m ẫ u l o ạ i IV , III v à II c ò n h rnẫu lo ại 1 đ a k h ông xậy r a b i ể n d ạ n g n h ư t h í

Đ iề u n à y là p h ù h ợ p v ớ i đ ặ c đ iề m củ a cá c m ẫ u n h ir đ ẵ chỉ r a ờ m ụ c 2* T h ậ t

v ậ y , v ì só n g â m t r u y ê ạ Iheo tr ụ c d à i c ủ a m ẫ u t r o n g k h i m ặ t p h ẳ n g d ễ t r ư ợ t

n h ấ t c ủ a Bi là (1 1 1 ) l ạ i l ệ c h vớ i (rụ c n ồ y n h ữ n g gốc 30°, 20°, 10° v à 0° lâ n l ư ợ t

t ư ơ n g ứ n g v ớ i các m ẫ u lo ạ i IV , III, II v ả I n ê n s ự b iê n d ạ n g d ẻ o x ẳ y r a & các

m ẫ u p h ù h ợ p v ớ i f ri n h tự n ê u trê n T h ê m h ữ a , cò th ề l à s ự b iế n d ạ n g đ è o đ ịn h

x ứ t r ò n g c á c m ẫ u l o ạ i ỈI, III v à IV xảy r a n h ờ s ự h o ắ t đ ộ n g h a y r g ừ n g h o ạ i đ ộ n g

lă n l ư ợ t cử a cốc h ệ t r ư ợ t h o ặ c ỉà d o số v ù n g b iế n d ạ n g d ẻ o đ ị n h xứjjỊcây r a n h iề u

h a y il ờ các b iê n đ ộ b iế n d ạ n g k b é c n h a u đS làm ch o n ộ i in á sút ĩàri l ư ợ t tă n g

d à n đ ễ n m ộ t v à i c ự c đ ạ i v à g iả m d ẫ n x u ố n g m ộ l v à i c ự c tiề u

N h ư v ậy n ế u m ẫ u b i biẽn d ạ n g d ẻ o d ư ớ i tảc d ụ n g c ù a só n g ảm t h ì n g o ài

v i ệ e c h iê u d i c á ẹ đ o ạ n lệ c h m ạ n g cỏ th ề đ a p dộrỉg đ ư o c sẽ tă n g Ifcêm, c ò n có

s ự s i n h ra cốc lệ c h m ạ n g m ớ i C ho n ê n nội m a s ố t c û à n 6 sẽ tă n g lê n ở l à o đ o

s a u s o v ớ i lă n đ o t r ư ã c C h ín h k ế t q u à ch ỉ r a trê n h ìn h 2b là b ằ n g c h ứ n g v ề

h i ệ n t ư ợ n g r à y : N ội m a s á t đ o lã n t h ử 4 lở n h ơ n đ o lặ n đ â u tiệ n Đ ièu này sẽ

l à r ò rà n g h o ii n f u ch ú ý ỔẾa k ế t q u ả ổ ư a r a t r ê n h ìn h 3 N ội m a sát c ủ a m ẫu

đ s bị h iế n d ạ n g s ơ b ộ ở m ứ c đ ộ lớ n đ ă iă n g r ẩ t n h iề u s o v ớ i c ù n g m ẫ u á y k h i

k h ô n g b ị b iố n d ạ n g 8 0 bộ

1 K l ú b i ê n đ ộ b i ế n d ạ n g n h ỏ ( e < ; e c) S ự p h ụ t h u ộ c c ù a n ộ i m a s á t y à o b i ê n

đ ộ b i ế n d ạ n g iầ p h ù h ợ p v ở i lý t h u y ế t [7]

2 K hi b iè n đ ộ b iế n d ăn g lớn (e > ec) đ ư ờ n g co n g ìn ô tẵ s ự p h ụ th u ộ c n à y

đ ã b ộ c lộ n h ữ n g c ự c đ ạ i, Cực liều

s Đ e x u ấ t c á c h giải th í c h s ự k liô ag đơ:i đ iệ u ấ y b ằn g s ự tă n g h o ặ c g iả m c ổ a

q u á t r i n h b iế n d ạ n g d ẻ ọ đ ịn h x ứ

C ác tá c g iả c h â n th à n h c ả m ơ n v ê n h ũ n g ý k iế n g ợ i m ở v à n h ậ n x é t q u i b ả a

c ù a G iáo atr Đ àm T ru n g B ồ n T ò Vật lý ch ấ t r ẵ n , k h o a V ật lý , trưỜ D g Đ ại h ọ c

T o n g h ợ p H ả N ội đ ễ c ô n g v iệ c cú a ch ú n g tô i s ớ m đ ư ợ e h o à n th ả n h

TAi liệ u th am k h ả o

1 M A K pỊiiuT avi, C A ro ;iổ B !!H , C H A p x a H r e jib c k u f i B iíy T p e H H e e TpSHHS

B M C T ă^ỉiax H cn v iạB ax M 1 9 6 6 , c 101

2 A A Æ yprapfi, 3 G BàAa^flH Pe.iaKcaiụioHHbie HB.ieHỉic B TBSPAHX T è- Jiax M 1968, C 352

3 B A Be.ioiueHKO, o H HauKO A n lUaxoBa — N[ q t & jỉj ĩh N° 3, 1985,

c 164

4 B.C ỈT octhhkob : BnyTpeimee Tpenne B MeTayĩ/iax M 1969 c 23.

5 H ryeH Ah: H3M6Hiie ^Hc^oKanHOHHOố cTpyKTypH ỊỤỉHKa ự o á AeỉiCTBneM,

y ^ b T p a 3Byr<OBHX K O ^eốaH H íi II B^MHHiie S T o ro a ộ ộ e K T a Ha B H yT peH H eeT peH H Q

k a n  ẠHCc M 1969

6 K L n c k e a n d A G r a n a to D ia lo c a lio n a n d M e c h n ic a l p r o p e r t i e s o f c r y s ­

t a l , N e w y o rk 1956, B- 427

7 A G r a n a to a n d K L u ck e J A p p l P h y s 27, 583 (1956_)

8 Lè C ông D ư ữ n g v à n h ũ n g n g ư ừ i k h á c : Kim lo ạ i h ọ c 1986, t r a n g .375

Đ o X u â n T h a n h , T ro rơ n g Q u a n g N ghĩa N guyên Aa

IN T E R N A L FR IC T IO N O F T H E BISM UTH S IN G L E C RY STA L

I IT S D E P E N D E N C E ON T H E S TR A IN A M P L IT U D E

A s tr a in a m p litu d e d e p e n d e n c e o f th e i n te r n a l fr ic tio n o f th e B i s in g le c r y s ta l

h a s b e e n s t u d i e d b y u s i n g t h e c o m p o s i t e o s c j l a t e r t e c h n i q u e i n t h e k i l o c y c l e

f r e q u e n c y ra n g e a t r o o m te m p e r a tu re T h e m a x im a a n d m i n im a h a v e b e e n

fo u n d on tile c a r v e s d e s c rib in g th is d e p e n d e n c e T h e o b ta in e d reBUlt* c a n b o

in te rp re te d in t e r m o f l o c a ti o n p la s tic d e f o rm a tio n

N h ậ n b à i

N g ả y 14.11.1988

K h o a v ậ t lỷ

T n rờ n g Đ ạ i h ọ c h ọ c T ô n g h ợ p H à n ộ i