单晶和多晶纯铝蠕变过程中的内耗

研究了单晶和多晶纯铝蠕变过程中的低频内耗。在单晶纯铝中观察到:内耗在蠕变初期单调下降,在蠕变第一阶段后期出现了一个显著的时间内耗峰,在蠕变第二阶段内耗趋于稳定值。多晶纯铝在类似实验条件下则不出现时间内耗峰。文中分析了出现时间内耗峰的条件和原因,认为它是由于蠕变第一阶段中运动位错的阻尼系数逐渐增大所引起的。文中还从蠕变过程中位错运动的微观机制出发,推导出了蠕变过程中内耗的表达式,满意地解释了实验结果。 关键词：     

钼在千周范围内的位错内耗

用Marx方法(频率为86kc/s及102kc/s)测量了区熔提纯钼单晶及工业纯钼多晶的内耗振幅依赖关系。钼单晶在2000℃氢气炉中退火后可测得Granato-Lücke型的内耗-振幅曲线。微量冷加工后内耗增大,并使内耗振幅曲线上出现转折平台(或称极大值),与铝在低温低振幅下测得的结果相似。根据位错蚀坑的观察结果,初步认为此转折平台的出现是与冷加工在晶体中产生的未被钉扎的新位错有关,并求得转折平台处内耗的增值与新位错密度成正比的关系。此外还做了温度和时效(200—300℃)对内耗振幅曲线的影响,随着温度的降低和时效时间的增长,内耗明显下降。以上的结果我们用推广的GL理论进行了讨论。测量了冷加工对工业纯钼多晶的内耗振幅曲线的影响,基本符合GL理论。     

扩展位错低频内耗的模型

本文提出面心立方合金中扩展位错引起低频内耗峰的一个模型,用来解释高浓度Cu-Al和Cu-Zn合金经过冷加工后在210K附近出现的弛豫型内耗峰(测量频率约为1Hz)。文中指出,扩展位错在外力作用下的运动,可以分解为相对运动(两个部分位错之间的相对位移)和整体运动(扩展位错中心的位移)。除了考虑两个部分位错之间交互作用引起的回复力和位错线张力引起的回复力以外,本文引入了邻近位错之间长程交互作用引起的回复力,并且论证了这种回复力只影响扩展位错的整体运动,但不影响其相对运动。扩展位错的相对运动和整体运动,分别导致相对运动内耗峰和整体运动内耗峰。二者峰温相近。实验上观察到的内耗峰是这两个内耗峰的叠加。本文模型的推论与实验结果相符。 关键词：     

单晶铝在拉压循环过程中形成的两种位错组态与成因

研究了［１１０］和［１００］取向高纯铝单晶在６×１０^－4拉压疲劳应变振幅条件下的应力σ_m和内耗Ｑ^－１的变化，对不同阶段的位错组态作了详细的透射电子显微镜观察，并利用滑移几何的观点予以解释 关键词：     

强流脉冲电子束辐照诱发多晶纯铝中的空位缺陷簇结构

利用强流脉冲电子束（HCPEB）技术对多晶纯铝样品进行辐照,采用透射电子显微镜详细分析了辐照诱发的空位簇缺陷.HCPEP辐照后,在辐照表层内形成了大量的四方形空位胞,其间包含位错圈和堆垛层错四面体（SFT）等类型的空位簇缺陷.1次辐照后,空位胞内产生空位型位错圈,5次辐照则主要产生SFT;10次辐照后,空位胞内产生的空位簇缺陷主要是位错圈,局部区域也观察到了SFT缺陷,在产生SFT的附近区域具有很低的位错密度或者几乎无位错出现.HCPEB辐照产生的瞬间加热和冷却诱发了幅值极大且应变速率极高的应力,这一因素 关键词： 强流脉冲电子束 多晶纯铝 空位簇缺陷 堆垛层错四面体     

用测量晶界内耗的方法研究蠕变断裂过程

本文研究了工业纯铝在不同断裂类型的蠕变过程中晶界内耗峰的变化。由晶界内耗曲线所包围的面积求出晶界弛豫度,而晶界弛豫度的下降意味着晶界强度增高。根据实验结果可以推知:在沿晶型断裂过程中,晶界不发生强化;在混合型断裂过程中,晶界发生了强化;在穿晶型断裂过程中,晶界则发生了显著的强化。这说明:发生不同类型的蠕变断裂,不仅决定于晶界和晶粒在蠕变试验前的相对强度,而且与蠕变过程中晶界强化的程度有关。     

电子束辐照下的注氘铝的结构变化

利用离子加速器在室温下对纯铝注入氘离子或氢离子,然后在透射电镜中对注氘铝或注氢铝中的气泡进行电子束辐照,发现在电子束辐照下气泡会长大、破裂.随着气泡的变化,选区电子衍射花样中出现了表示多晶存在的衍射环.这表明电子束辐照气泡时,发生某种放热现象,从而使附近的铝先熔化后再凝固,由单晶变为多晶.     

用内耗方法研究铜的蠕变断裂过程

在文献[1]关于工业纯铝研究的基础上,研究了工业纯铜在不同条件下蠕变过程中晶界内耗峰的变化,蠕变条件分为三类:(a)较高温度、较低应力;(b)中等温度、中等应力;(c)较低温度、较高应力;使试样分别发生晶间型、混合型和穿晶型的断裂。由晶界内耗峰的变化可以推知:在较高温度、较低应力的蠕变过程中,晶界强度变化不大;在中等温度、中等应力的蠕变过程中,晶界强度有一定程度的提高;在较低温度、较高应力的蠕变过程中,晶界强度则有比较显著的提高。这说明,在蠕变过程中,晶界强度是变化着的,在不同的蠕变条件下,晶界强化的程度不同,最终导致了不同类型的蠕变断裂。这对于“等强温度”概念是一个修正和补充。 关键词：     

高纯铝中的反常位错内耗

本文对高纯铝的应变时效内耗行为以及所表现出的振幅效应进行研究。在一定的扭转形变以后内耗表现出反常振幅效应,这一效应在较宽的温区都可观察到,但在完全退火或拉伸形变的试样中不出现。扭转形变的方式对振幅效应有影响。纯度越低,越不易观察到这一效应。本文认为反常振幅效应的出现归因于形变导致位错密度过高,位错可动的范围较小,从而消耗的能量不再随应力显著增大。室温下时效内耗的增大可能是形变引入的空位帮助位错滑移所引起的。 关键词：     

晶界内耗研究的新进展

由不同取向差的纯Al双晶的内耗实验观察到,不同类型晶界的弛豫参量有明显差别.用耦合模型对内耗数据的分析表明,小角度晶界内耗的基本机制是位错攀移,而大角度晶界内耗的基本机制是晶界扩散.在此基础上,对多晶中晶界内耗的一些特征也作了解释.     

晶界内耗研究的进展

固体在机械振动过程中由于材料内部原因引起的能量损耗称为内耗。晶界内耗峰是我国科 学家葛庭燧于1947 年用他发明的“葛氏扭摆” 在多晶纯铝中发现的。晶界内耗峰和相关的滞弹 性效应可以用滞弹性理论和粘滞性滑动模型给予合理的解释。这个内耗峰已被广泛地用来研究晶 界的动力学行为,杂质在晶界的偏聚,以及材料科学中相关的问题。 以往晶界内耗的研究大多数是用多晶试样进行的,其中包含了不同类型晶界的贡献。由于不 同类型晶界的结构和性质不同,因而多晶试样中的晶界内耗只能反映不同晶界的“平均效应”, 它的具体机制也难以解释清楚。 二十一世纪以来,人们对双晶试样（其中只包含单一晶界）中的晶界内耗进行了比较细致的 研究。实验结果表明,晶界内耗可以反映不同类型晶界的“个性”,因而可以应用于“晶界的设 计和控制”（或称“晶界工程”）。此外,新近还发现了晶界内耗中的“耦合效应” 和“补偿效 应”。这些发现加深了对晶界内耗机制的认识。 本文首先对以往多晶试样中的晶界内耗研究做一个简要的概述,然后介绍近年来双晶试样中 晶界内耗研究的新进展,并对晶界内耗的微观机制和应用前景进行分析和展望。     

真空蠕变内耗仪的研制和应用

通常的内耗和蠕变实验是分别在不同的装置上进行的.为了研究蠕变对内耗的影响以及蠕变过程中的动态内耗,需要建立一种既能测量内耗,又能进行蠕变实验的装置.到目前为止,国内外的这种装置[1,2]都只能在大气中进行实验,有很大的局限性. 为了能够在真空中在同一装置上进行内耗和蠕变实验,我们研制了一套真空蠕变内耗仪.它将真空正扭摆与拉伸蠕变仪结合起来.可以在不破坏真空的情况下进行加载和卸载,从而可以在真空中对同一试样进行内耗,蠕变,蠕变对内耗的影响或蠕变过程中动态内耗的实验. 一、仪器结构 真空蠕变内耗仪的结构图如图1所示.它是真…     

铝中气泡在电子束辐照下的异常放热现象

在室温下,利用离子加速器对纯铝透射样品分别注入He⁺,Ne⁺和Ar⁺三种惰性气体离子,通过透射电子显微镜原位观察分析了纯铝中三种气体气泡在电子束辐照下形貌及电子衍射花样的变化.实验表明,在200 keV电子束辐照下,三种惰性气体气泡均会合并长大,亮度逐渐增强,最终破裂,气泡内部产生许多约几个纳米的黑色斑点衬度像,选区电子衍射花样由单晶斑点衍射花样变为多晶衍射环.这一现象的原因可能是气泡在电子束辐照过程中发生了放热反应,使气泡附近铝熔化后再结晶产生多晶,从而在电子衍射花样中观察到了多晶衍射环.然而,氦气泡在80 keV电子束辐照下氦气泡形貌和选区电子衍射花样保持不变,辐照后衍射花样中无多晶衍射环产生;氦氩混合气体气泡在200 keV电子束辐照下气泡形貌和选区电子衍射花样同样保持不变;这可能与电子束能量和气泡内气体压力有关.     

晶界内耗研究的新进展

由不同取向差的纯Al双晶的内耗实验观察到，不同类型晶界的弛豫参量有明屁差别。用耦合模型对内耗数据的分析表明，小角度晶界内耗的基本机制是位错攀移，而大角度晶界内耗的基本机制是晶界扩散。在此基础上，对多晶中晶界内耗的一些特征也作了解释。     

注氢纯铝中间隙型位错环一维迁移现象的原位观察

核聚变堆材料在高能粒子辐照过程中会产生大量点缺陷,导致辐照脆性和辐照肿胀等现象.因而,研究点缺陷在辐照过程中的演变过程至关重要.点缺陷团簇的一维迁移现象是这种演变过程的主要研究内容之一.本文采用普通低压(200 kV)透射电镜,在室温条件下对注氢纯铝中的间隙型位错环在电子辐照下的一维迁移现象进行了观察和分析.在200 keV电子辐照下,注氢纯铝中的位错环可多个、同时发生一维迁移运动,也可单个、独立进行一维迁移运动.位错环沿柏氏矢量1/3<111>的方向可进行微米尺度的一维长程迁移,沿柏氏矢量1/2<110>的方向一维迁移也可达数百纳米.电子束辐照时产生的间隙原子浓度梯度是引起位错环一维迁移并决定其迁移方向的原因.位错环发生快速一维迁移时,其后会留下一条运动轨迹;位错环一维迁移的速率越快,运动的轨迹则越长,在完成迁移过后的几十秒内这些运动轨迹会逐渐消失.     

泡沫铝的低频内耗特征研究

采用粉末冶金发泡法制备的泡沫铝试样，研究了室温下低频范围（0.04—4Hz）泡沫铝的内耗与孔结构（孔隙率和孔径）、频率、振幅之间的关系．结果表明泡沫铝的内耗具有以下特征：孔径一定时，内耗随孔隙率的增加而增大；孔隙率一定时，内耗随孔径的减小而增大；在测量频率范围内，内耗与频率近似无关；小应变振幅时内耗随振幅的增大而增大，具有正常振幅效应．提出了泡沫铝的内耗产生机制，根据等效夹杂方法和钉扎位错内耗特点进行了理论分析，较理想地解释了实验结果 关键词：     

铝一镁合金中的反常位错内耗峰

Al-0.03at％ Mg合金在倒扭摆上-65℃在原位进行拉伸,形变量为0.5％,然后在升温过程中测量内耗,于-30℃及60℃附近观测到内耗峰,随后从80℃的降温过程中仍在相同温度观测到内耗峰。研究了不同温度下的内耗-振幅曲线,在降温过程中出现内耗峰的温度范围内观测到了振幅内耗峰,并由此计算得到等效激活能分别为0.32及0.22eV。初步认为,当低温冷加产生的位错弯结在外力作用下作沿边往复运动时,“镁原子-空位”对和镁原子被拖曳运动是分别引起-30℃峰和60℃峰的可能的原因。 关键词：     

描述蠕变过程中内耗的四参量模型

实验表明:蠕变过程中的内耗兼有Maxwell二参量模型的性质和滞弹性三参量模型的性质。 本文提出一个用以描述蠕变过程中内耗的四参量模型。由此模型推导出的内耗表达式为 Q~(-1)=1/(ωτ_1) △(ωτ_2)/(1 ω~2τ_2~2),式中ω为测量圆频率,τ_1和τ_2分别为粘弹性内耗和滞弹性内耗的弛豫时间,△为弛豫强度。 这个内耗表达式可以满意地说明蠕变过程中内耗随时间的变化,以及内耗对蠕变速率、实验温度和测量频率的依赖关系。 文中还从微观上分析了四参量模型中各元件的物理本质。     

位错芯区扩散引起的非线性滞弹性内耗峰

若干年来,我们对于出现在Al-Cu和Al-Mg系中的表现正常和反常振幅效应的坐落在室温附近的内耗峰进行了系统研究,测得的激活能接近于溶质原子在位错管道中扩散的激活能，从而认为内耗峰的基本过程是溶质原子在隹错芯内的扩散，并且提出了根据位错弯结模型的物理图像。在70年代，Windler-Gniewek等根据弦模型对于位错芯内的扩散进行了理论计算，推导出描述内耗行为的数学表达式与我们的实验结果有许多相似之处。本文对于弦模型和弯结模型进行了对比，分析了位错芯内的纵向扩散和横向扩散所引起的内耗的非线性表现以及内耗峰温和峰高随着应变振幅和测量温度而变化的情况，进一步了我们发现的室温非线性内耗峰（非线性滞弹性内耗）是由于溶质原子在位错芯内扩散所引起的。 关键词：     

晶界弛豫研究50年

文章综述了我国科学工作者５０年来关于晶界弛豫研究的早期开拓和近期发展．前者包括扭摆内耗仪的发明、晶界内耗峰的发现和无序原子群晶界模型的提出．后者包括澄清了关于晶界内耗峰来源的争论,揭示了晶界弛豫具有一个临界温度,从而提出了一个适合于各种温度的综合的晶界模型．一个最重要的进展是关于竹节晶界内耗峰的发现与其机理的阐明,从而揭示了晶界附近的位错亚结构能够影响晶界本身的性质和结构．这对于研究多晶金属的力学性质提供了一个广阔的途径．另外,晶界与邻域位错的非线性交互作用的发现,为奠定非线性滞弹性这门新学科提供了实验基础