The effects of sulfuric acid on the creep, recrystallization, and electrical properties of ice

摘要

Both constant load creep and recrystallization are investigated using single crystals of 70–170 ppb sulfuric-acid-doped and -undoped ice. Both sets of crystals exhibited strains in excess of 200% under tensile creep. The undoped specimens reached these strains roughly twice as fast as the doped specimens. After large local strains were imparted to cuboidal single crystals using equal channel angular extrusion at –2°C and subsequent annealing at the same temperature, recrystallization occurred. It was found that a higher concentration of H₂SO₄ retarded both recrystallization and the subsequent grain-boundary migration. Direct current electrical resistivity measurements performed on polycrystalline, sulfuric-acid-doped (3 ppm) ice at –10°C showed a much lower resistivity in the grain boundaries than in the lattice. PACS No.: 81.90Nous étudions les deux constantes, de montée de charge et de recristallisation dans des cristaux simples de glace pure et dopée de 70 à 170 ppb à l'acide sulfurique. Les deux types d'échantillons montrent des tensions en excès de 200 % sous déformation élastique. Les spécimens purs atteignent cette limite deux fois plus vite que les spécimens dopés. Après l'application de larges pressions locales sur des cristaux simples cuboïdes par extrusion angulaire à canaux égaux, à –2°C et après recuit à la même température, on observe une recristallisation. Nous trouvons qu'une plus haute concentration de H₂SO₄ retarde à la fois la recristallisation et la migration subséquente des joints de grain. Des mesures de courant électrique direct sur de la glace polycristalline dopée à l'acide sulfurique (3 ppm) à –10°C montrent une résistivité beaucoup plus faible dans le joint de grain que dans le réseau. [Traduit par la Rédaction]