ИСТИНА

В последние годы было установлено, что под действием ударных волн поверхность пород испаряется с вылетом электронно-возбужденных положительно заряженных ионов и электронов. Какова же роль механических напряжений в деструкции пород, подвергаемых воздействию ударных волн? Для ответа на этот вопрос нами были сконструированы и построены 2 установки: первая позволяет регистрировать спектры люминесценции горных пород под действием ударных волн, а вторая – регистрирует временные зависимости сигналов люминесценции одноосно сжатых образцов горных пород с временным интервалом 2 нс. Исследуемые образцы были приготовлены из кварца, аляскита, плагиогранита и габбро-диабаза. Каждый из них представлял собой параллелепипед с размерами ребер 4х4х6 см. Внутри него вырезан паз, в который вставлены медные электроды, присоединенные к конденсатору. При его разряде между электродами возникала дуга. Ее появление вызывало образование ударной волны в воздухе и вслед за ней – в образце. Когда волна в образце добегала до поверхности, противоположной разряду, она начинала испаряться – из нее вылетала струя плазмы, состоящей из электронно-возбужденных, положительно заряженных ионов и электронов. При релаксации возбуждения возникала люминесценция, спектры и временные зависимости, которые регистрировались нашими установками. Известно, что кристаллы содержат дислокации, которые могут двигаться по плоскостям скольжения. В местах пересечения плоскостей создаются «стопоры», препятствующие движению дислокаций. В стопорах возникают сильные искажения кристаллической решетки, которые могут вызывать переходы между уровнями основного и возбужденного электронных состояний и распад кристаллических решеток на положительно заряженные ионы. Ударная волна «выносит» искаженные участки кристаллических решеток на поверхность, что позволяет возбужденным ионам вылетать с нее. При выносе на поверхность должны появляться дефекты в виде канавок, глубина которых может достигать 1 мкм и более. Такие дефекты действительно наблюдались нами в оптический микроскоп. Нас заинтересовал вопрос: как повлияет сжимающее напряжение на вылет струй ионов? Оказалось, что когда их величина напряжений меньше ~ (0,92–0,95) от прочности образца, число и 216 интенсивность струй ионов при увеличении напряжения уменьшаются. Этот эффект обусловлен тем, что сжимающие напряжения препятствуют движению и пересечению дислокаций, а также их аннигиляции. Когда величина напряжений приближалась к прочности образца и в нем появлялась разрушающая трещина, интенсивность и число струй ионов резко увеличивались. Вероятно, напряжения в вершине трещины вызывают образование новых скоплений дислокаций, что и ведет к увеличению скорости деструкции поверхности исследованных образцов. В этом случае трещина играет роль триггера, вызывающего резкое увеличение интенсивности испарения ионов с поверхности горных пород.