- Код статьи
- 10.31857/S0132665125020085-1
- DOI
- 10.31857/S0132665125020085
- Тип публикации
- Статья
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том 51 / Номер выпуска 2
- Страницы
- 257-264
- Аннотация
- Временные серии импульсов акустической эмиссии (АЭ) возбуждались падением груза на образцы пластично-хрупких керамик ZnS и ZnSe. Активность АЭ регистрировали в двух частотных "окнах" 100–200 кГц и 400–800 кГц. В обеих керамиках эмиссия в низкочастотном диапазоне возникала с момента действия нагрузки; высокочастотный сигнал появлялся с временной задержкой 100–150 мкс. Статистический анализ серий импульсов обнаружил качественное различие эмиссий в указанных частотных зонах. Распределение энергий эмитированных импульсов в области 100–200 кГц следовало случайной зависимости пуассоновского типа, тогда как серии АЭ в диапазоне 400–800 кГц показали коррелированное накопление микроповреждений. Активность в низкочастотной области появлялась на начальной стадии разрушения (пластическом течении) и отнесена скольжению дислокаций. При достижении предельной деформации возникало хрупкое накопление взаимодействующих микротрещин. Описанная процедура анализа процесса развития повреждения при ударной нагрузке позволяет определить точку перехода от беспорядочной деградации структуры пластично-хрупких материалов к кооперативному, хрупкому разрушению.
- Ключевые слова
- ZnS ZnSe микротвердость ударное разрушение акустическая эмиссия
- Дата публикации
- 16.09.2025
- Год выхода
- 2025
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 2
Библиография
- 1. Johnson R., Biswas P., Ramavath P., Mahajan Y.R. Zinc Sulfide Ceramics for Infrared Optics. In: Mahajan Y., Roy J. (eds). Handbook of Advanced Ceramics and Composites. Springer. 2019. P. 533–567.
- 2. Гаврищук Е.М., Яшина Э.В. Оптические элементы из сульфида цинка и селенида цинка для инфракрасной техники // Оптический журнал. 2004. Т. 71. С. 24–26. [Gavrishchuk E.M. Yashina É.V. Zinc sulfide and zinc selenide optical elements for IR engineering // J. Opt. Technol. 2004. V. 71. № 12. P. 822–825.]
- 3. Leem J.W., Jun D.-H., Heo J., Park W.-K., Park J.-H., Cho W.J., Kim D.E., Yu J.S. Single-material zinc sulfide bi-layer antireflection coatings for GaAs solar cells // Opt. Express. 2013. V. 21, P. A821–A828.
- 4. Khurram A.A., Imran M., Khan N.A., Mehmood M.N. ZnSe/ITO thin films: candidate for CdTe solar cell window layer // J. Semicond. 2017. V. 38. P. 093001.
- 5. Ortega-Cardenas J.A., Albor-Aguilera M.L., Hernandez-Vasquez C., Flores-Marquez J.M., Rueda-Morales G., Rangel-Kuoppa V.-T., González-Trujillo M.Á, Yee-Madeira H. Impact of different thermal treatments on ZnS physical properties and their performance in CdTe solar cells // Mater. Res. Express. 2019. V. 6, P. 086461.
- 6. Ummartyotin S., Infahsaeng Y.A. Comprehensive review on ZnS: From synthesis to an approach on solar cell, Renew. Sustain. Energy Rev. 2016. V. 55. P. 17–24.
- 7. Jilbert G.H., Field J.E. Synergistic effects of rain and sand erosion // Wear. 2000. V. 243. P. 6–17.
- 8. Townsend D., Field J.E. Fracture toughness and hardness of zinc sulphide as a function of grain size // J. Mater. Sci. 1990. V. 25. P. 1347–1352.
- 9. Harris D.C. Materials for Infrared Windows and Domes: Properties and Performance SPIE UK V.PT‑70 1999. P. 415.
- 10. Chang C.S., He J.L., Lin Z.P. The grain size effect on the empirically determined erosion resistance of CVD-ZnS // Wear. 2003. V. 255. P. 115–120.
- 11. McCloy J.S., Tustison R.W. Chemical vapor deposited zinc sulfide // Proc. of SPIE. 2013. V. 8708, P. 87080N.
- 12. Li X., Chen F.-R., Lu Y. Ductile inorganic semiconductors for deformable electronics // Interd. Mater. 2024. V. 3. P. 835–884.
- 13. Islam A.S.M.J., Hasan M.S., Islam M.S., Bhuiyan A.G., Stampf C.l, Park J. Crystal orientation-dependent tensile mechanical behavior and deformation mechanisms of ZnSe nanowires // Sci Rep. 2023. V. 13, Article number 3532.
- 14. Бредихин С.И., Шмурак С.З. Взаимодействие заряженных дислокаций с центрами люминесценции в кристаллах // Журнал экспериментальной и технической физики. 1979, Т. 76. С. 1028–1037. [Bredikhin S.I., Shmurak S.Z. Interaction of charge dislocations with luminescence centers in ZnS crystals // Sov. Phys. JETP 1979. V. 49. P. 520–527.]
- 15. Chmel A., Dunaev A., Shcherbakov I. Electromagnetic emission from impact-loaded polycrystalline materials // Cryst. Res. Technol. 2018. V. 53. P. 1800112.
- 16. Zang A., Wagner F.C., Stanchits S., Dresen G., Andresen R., Haidekker M.A. Source analysis of acoustic emission in Aue granite cores under symmetric and asymmetric compressive loads // Geo. J. Intern. 1998. V. 135. P. 1113–1130.
- 17. Yao T., Yang X., Kang J., Guo Y., Cheng B., Qin Y., Wang Y., Xie Q., Du G. Ductile–brittle transition and ductile-regime removal mechanisms in microand nanoscale machining of ZnS crystals // Infrared Phys. Technol. 2024. V. 138. P. 105096.
- 18. Liu C., Xu C., Liu H. Plastic deformation mechanisms of ZnS and ZnTe under nanoindentation: molecular dynamics simulations // J. Mol. Model. 2025. V. 21. P. 1–13
- 19. Aggelis D.G. Classification of cracking mode in concrete by acoustic emission parameters // Mech. Res. Commun. 2013. V. 38, № 3. P. 153–157.
- 20. Colombo I.S., Main I.G., Forde M.C. Assessing damage of reinforced concrete beam using b-value analysis of acoustic emission signals // J. Mater. Civil Eng. 2003. V. 15. P. 7.
- 21. Antonaci P., Bocca P., Masera D. Fatigue crack propagation monitoring by acoustic emission signal analysis // Eng. Fract. Mech. 2012. V. 81. P. 26–32.
- 22. Aue J., Hosson J.T.M.D. A study of the mechanical properties of highly porous ceramics using acoustic emission // J. Mat. Sci. 1998. V. 33. P. 5455–5462.
- 23. Ojard G., Mordasky M., Kumar R. Acoustic emission monitoring of damage in ceramic matrix composites: Effects of weaves and feature // AIP Conf. 2018 Proc. 1949. P. 230028.
- 24. Polyzos B., Trochidis A. Dislocation dynamics and acoustic emission during plastic deformation of crystals // Wave Motion 1995. V. 21. P. 343–355.
- 25. Rozanov A., Petrov D., Gladyr A., Korchak P. Acoustic Emission Analysis of Brittle and Ductile Behavior of Rocks at Critical Stresses // 82nd Eage Conference and Exhibition, Amsterdam. 2021. V. 4. P. 2497.
- 26. Девятых Г.Г., Гаврищук Е.М., Мазавин С.М. Способ получения поликристаллического селенида цинка // Патент № 2253705 С1 от 10.06.2005.
- 27. Девятых Г.Г., Гаврищук Е.М., Иконников В.Б., Яшина Э.В., Дианов Е.М. Способ получения поликристаллического сульфида цинка // Патент № 2221906 С1 от 20.01.2004.
- 28. Bowman D.D., Ouillon G., Sammis C.G., Sornette A., Sornette D. An observational test of the critical earthquake concept // J. Geophys. Res. 1998. V. 103. P. 24359–24372.
- 29. Spasova L.M., Ojovan M.I. Acoustic emission detection of microcrack formation and development in cementitious waste forms with immobilized Al // J. Hazard. Mater. 2006. V. 138. P. 423–432.
- 30. Xu J., Fu Zh., Han Q., Lacidogna G., Carpinteri A. Micro-cracking monitoring and fracture evaluation for crumb rubber concrete based on acoustic emission techniques // Struct. Health Monit. 2017. V. 17. № 7. P. 946–958.
- 31. Boyarskaya Y.S., Zhitaru R.P., Linte M.A. Correlation between different parameters of plastic deformation in doped NaCl crystals // Cryst. Sci. Technol. 1984. V. 19. P. 101.
- 32. Малыгин Г.А. Процессы самоорганизации дислокаций и пластичность кристаллов // УФН 1999. Т. 169. С. 979–1010. [Malygin GA. Dislocation self-organization processes and crystal plasticity // Phys-Uspekhi. 1999: V. 42. P. 887–916].
- 33. Chmel A., Dunaev A., Sinani A., Shcherbakov I. Impact and indenting damage of CVD‑produced ZnS and ZnSe ceramics // Mater. Res. Express. 2020. V. 7. P. 015922.
