晶界力学弛豫研究的新成就

概括地介绍了近１０年来葛庭燧教授领导的中国科学院固体物理研究所内耗与固体缺陷开放研究实验室在晶界力学弛豫方面所做的大量的创造性工作，其中包括确证了晶界力学弛豫的来源，发现了低频高温范围若干新的力学弛豫现象和非线性效应，在晶界弛豫与晶界结构的联系上得到一些极有价值的实验结果．这是继１９４７年葛庭燧教授发现晶界内耗峰以来我国科学工作者对线性和非线性内耗研究领域发展作出的新的重大贡献。     

不同力学激励形式探索La基非晶合金微观结构非均匀性

非晶合金力学行为与其微观结构非均匀性之间本征关联,是固体力学研究领域至今未能很好解决的重要科学问题之一.单一力学激励形式并不能有效地描述非晶合金微观结构非均匀性,特别是结构与动力学的关联.如何探索非晶合金结构信息,须将诸多因素综合,在不同力学激励下研究非晶合金微观结构非均匀性与变形机理.本研究以La₆₂Cu₁₂Ni₁₂Al₁₄非晶合金为模型体系,利用动态力学分析仪研究非晶合金动态弛豫行为.基于准点缺陷模型,对模型合金体系α弛豫和β弛豫进行了分离.借助于拉伸应变率跳实验,探索非晶合金高温流变行为.确定非晶合金塑性流变过程中弹性、滞弹性以及塑性变形的贡献.本研究从非晶合金动态力学弛豫行为和宏观塑性流变行为出发,尝试揭示微观非均匀性对非晶合金在不同激励形式中缺陷的激活、扩展和融合的物理本质.     

1993年第4期《物理》内容预告

中国物理学会固体耗与超声衰减专业委员会祝贺学部委员葛诞燧诞辰80周年专稿动态局域畸变引起的内耗(王业宁);晶界力学弛豫研究的新成就(张立德、朱爱武);位错晶界与点缺陷交互作用引起的非线性、非稳定和非德拜型弛豫的理论方向(孙宗琦);高温超导体中氧行为的内耗研究(陈廷国);镍钛台金的内耗(朱劲松);Cu-Zn-Al-Ma合金的预贝氏体相变研究(沈惠敏等);内耗方法在研究蠕变和蠕变断裂中的应用(孔庆平);钢铁中稀土合金化的内耗研究( 景文);固体内耗新模型和分形、混沌(王养璞等);聚合物力学弛豫谱及应用(张立德、李健);月龄对鸡肌腱内耗的影响…     

内耗技术在软物质研究中的一些应用

软物质物理已成为物理学发展迅速的重要前沿学科。描述软物质复杂非平衡态动力学及其运动规律是理解其宏观性质的关键。内耗与力学谱作为材料缺陷与力学性质研究的重要实验技术,它能够很灵敏地探测和研究材料中发生的复杂相变和弛豫动力学过程。文章结合作者近年来的典型工作,介绍了内耗技术在软物质研究中的一些应用,阐述了内耗手段发挥的独特作用。随着内耗测试新方法、新技术和内耗新理论的不断出现和完善,相信未来内耗技术在材料科学和凝聚态物理研究领域将起到越来越重要的作用。     

《物理》内容预告

1993年第4期 中国物理学会固体内耗与超声衰减专业委员会祝贺学部委员葛庭健教授诞辰80周年 专稿·晶界力学弛豫研究的新成就(张立德等);·高温超导体中氧行为的内耗研究 (陈廷国);·高温超导体磁通钉扎内耗的研究 (文亦汀);·聚合物力学弛豫谱及其应用(张立德等);·动态局域畸变引起的内耗(王业宁);·钢铁中稀土合金化的内耗研究(俄景文);·镍钦合金的内耗(朱劲松);.Cu一Zn一AI一Mn合金的预贝氏 体相变研究(沈惠敏等);·内耗方法在研究蠕变和蠕变断裂 中的应用(孔庆平);·固体的超声研究(胡建恺等);·固体内耗新模型和分形、涅沌(王养璞)…     

金属玻璃Tg附近内耗理论分析

本文根据自由体积模型和固体材料的力学理论分析并讨论了金属玻璃在玻璃转变温度T_g附近的内耗行为。当考虑到体系中固状区和液状区的比例之后,得出了应力与应变之间的关系式。理论上把内耗和模量变化与玻璃转变过程有机地结合起来。证明了在T_g附近可以出现具有弛豫型特征的内耗降,并在玻璃转变过程中模量明显下降。理论与实验结果基本相符。 关键词：     

钛酸铋系中与铁电性能有关的缺陷及其弛豫研究的进展

本文概括的介绍了近年来我们利用内耗和介电的方法研究铋系铁电材料的一些结果。钛酸铋系铁电体作为一种无铅材料在铁电存储中有着重要的应用，通过对其内部与氧空位有关的力学和电学弛豫行为的测量，并进一步通过对氧空位弛豫及关联行为的研究，揭示了钛酸铋系铁电材料中掺杂、微结构以及铁电性能之间内在的联系。这些结果从微观的角度阐述了影响铁电体剩余极化与铁电疲劳的因素，对于指导并优化现有铁电体的铁电性能有着重要的意义。此外，还报道了对铁电畴、相变等的研究结果，表明力学与介电方法是研究铁电性能及澄清机理的有效手段。     

PBX代用材料动态力学行为和微观结构的实验研究

 研究了固体炸药PBX代用材料D-90031的微观结构、压制过程中产生的原生缺陷形态，以及动态力学行为和破坏特征。采用数字图像分析技术、纳米力学测试系统，以及分离式霍普金森压杆（SHPB）实验和落锤冲击技术，获得了微观结构特点、各组分的硬度和弹性模量、动态性能，以及碎片的尺寸分布规律和材料的破坏形式。研究发现，晶粒的形态随外载的作用而改变，晶粒沿垂直加载方向伸长，材料的碎块尺寸满足一定的规律。研究结果对于深入认识固体炸药的性能与微观结构的关系具有一定的指导意义。     

钛酸铋系中与铁电性能有关的缺陷及其弛豫研究的进展

本文概括的介绍了近年来我们利用内耗和介电的方法研究铋系铁电材料的一些结果.钛酸铋系铁电体作为一种无铅材料在铁电存储中有着重要的应用,通过对其内部与氧空位有关的力学和电学弛豫行为的测量,并进一步通过对氧空位弛豫及关联行为的研究,揭示了钛酸铋系铁电材料中掺杂、微结构以及铁电性能之间内在的联系.这些结果从微观的角度阐述了影响铁电体剩余极化与铁电疲劳的因素,对于指导并优化现有铁电体的铁电性能有着重要的意义.此外,还报道了对铁电畴、相变等的研究结果,表明力学与介电方法是研究铁电性能及澄清机理的有效手段.     

铝中氢-空位复合体的正电子湮没特性

本文从第一性原理出发,应用离散变分法、嵌入集团模型和三维数值弛豫技术计算了铝中一氢-空位复合体和多氢-空位复合体的正电子湮没特性,讨论了氢在铝单空位中可能的占据位置,表明正电子湮没技术是研究固体中缺陷的微观结构的有力工具。 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     

全国第六届固体内耗与超声衰减学术会议在广州召开

由中国物理学会内耗与超声衰减专业委员会、广州中山大学物理系和中国科学院固体物理研究所、中国科学技术大学内耗与固体缺陷开放研究实验室联合主办的第六届全国固体内耗与超声衰减学术会议暨中国物理学会第五届内耗与超声衰减专业委员会全体会员大会于 2 0 0 0年 10月 2 0— 2 3日在广州中山大学召开 .来自全国 13个单位的 4 7名代表参加了会议 ,会议代表向大会提交了 38篇学术论文(其中 4篇为特邀报告 ) ,共有 34篇学术论文在大会上宣读 .4篇特邀报告“凝聚态物质切变波共振吸收谱仪的原理”(张进修 ,中山大学 )、“结构弛豫与玻璃化转…     

La基非晶合金β弛豫行为:退火和加载应变的影响

β弛豫行为是理解非晶合金扩散、塑性变形和玻璃转变行为的重要切入口.本研究以具有显著β弛豫行为的(La_0.6Ce_0.4)₆₅Al₁₀Co₂₅非晶合金为研究载体,利用动态力学分析仪,研究了加载频率、退火以及加载应变等因素对非晶合金β弛豫行为的影响.结果表明,随着加载频率的升高,非晶合金β弛豫峰向高温段移动.低于玻璃转变温度退火导致非晶合金β弛豫峰内耗值降低,非晶合金“缺陷”浓度降低,玻璃体系向更稳定状态迁移.随加载应变幅值增大,非晶合金β弛豫强度增大.本研究为进一步厘清非晶合金β弛豫起源提供新思路.     

Zn-22%Al合金共析转变的动态力学性质研究

用低频强迫振动模式测量了Ｚｎ-２２％Ａｌ合金的动态力学性质（实模量、虚模量和内耗），观察到共析转变时具有典型的一级相变特征的内耗峰及共析转变温度以下的Ａｌ原子沿α／β相界以及α／α晶界扩散的弛豫过程．结合实验结果，对界面的稳定性和模量的变化进行了讨论     

全国第五届固体内耗与超声衰减学术会议在合肥召开

全国第五届固体内耗与超声衰减学术会议在合肥召开由中国物理学会固体内耗与超声衰减专业委员会和中国科学院固体物理研究所、中国科学技术大学内耗与固体缺陷开放研究实验室联合召开的第五届全国固体内耗与超声衰减学术会议，暨中国物理学会第四届内耗与超声衰减专业委员...     

基于剪切模量和热分析数据研究Zr_(50–x)Cu_(34)Ag_8Al_8Pd_x(x=0,2)非晶合金缺陷浓度演化

非晶合金具有独特物理和力学性能,如何建立非晶合金微观结构非均匀性与物理/力学性能之间的关联是非晶固体的重要研究课题之一.微合金化是调控非晶合金微观结构有效手段之一.本研究以玻璃形成能力优异的Zr_(50–x)Cu_(34)Ag_8Al_8Pd_x(x=0, 2)非晶合金为模型合金,借助差示扫描量热仪和电磁声转换设备,研究非晶合金铸态、弛豫态和结晶态热流和剪切模量随温度的演化规律,以及物理时效(低于玻璃转变温度)过程剪切模量的变化随时间演化规律.基于自间隙原子理论,利用热流曲线表征非晶合金在相同热历史剪切模量热效应.通过分析铸态和弛豫态自间隙缺陷浓度和激活能谱,发现结构弛豫导致自间隙缺陷浓度减小,诱导剪切模量随温度演化偏离软化过程,并伴随体系放热.与此同时,研究发现添加微量Pd元素可抑制模型合金体系原子迁移,增加特征弛豫时间.本研究从非晶合金模量热效应角度进一步理解非晶合金微观结构非均匀性.     

锆基非晶合金的动态弛豫和应力松弛

非晶合金动态弛豫、变形和微观结构非均匀性之间的关联是非晶态物理领域重要研究内容之一.本文选取玻璃形成能力优良,热稳定性好的Zr₄₈(Cu_5/6Ag_1/6)₄₄Al₈块体非晶合金作为研究载体,借助于动态力学分析及应力松弛实验探究了温度和结构弛豫对非晶合金动态弛豫和变形行为的影响.研究结果表明非晶合金动态弛豫行为对温度极其敏感,随温度升高表现为等构型、老化、玻璃转变和晶化4个阶段.基于玻璃转变温度之下等温测试,结构弛豫行为导致非平衡高能量状态非晶合金向低能量状态迁移,内耗随时间演化规律可用Kohlrausch-Williams-Watts (KWW)扩展指数方程描述.此外,基于KWW方程和激活能谱等方法分析了模型合金应力松弛过程中非均匀结构激活,该过程涉及弹性变形向非弹性变形的转变.由于非晶合金存在微观尺度的结构非均匀性与能量起伏,变形单元的激活并非为单一特征时间,而是服从一定分布.通过考虑对数时间尺度和变形单元激活的特征时间分布分别为对称Gauss分布和非对称Gumbel分布,可...     

晶界驰豫研究50年

文章综述了我国科学工作者５６０年来关于晶界驰豫研究的早期开拓和近期发展,前者包括扭摆内耗仪的民昌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介内耗峰来源的争论,揭示限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,从而揭示了介附近的位错亚结构能够影响晶一身性质和结构,这对于研究多晶金属的力学性质提供了     

氧离子导体La_(1.95)K_(0.05)Mo_(2-x)Mn_xO_(9-δ)的内耗研究

本文用低频内耗的方法研究了氧离子导体材料La1.95K0.05Mo2-xMnxO9中氧离子的微观扩散机制。当测量频率为0.5 Hz时,在130℃和520℃附近分别观察到一弛豫内耗峰,而在280℃~300℃范围内有一相变峰存在。讨论了各个内耗峰的机理。     

氧离子导体La1.95K0.05Mo2-xMnxO9-δ的内耗研究

本文用低频内耗的方法研究了氧离子导体材料La1.95K0.05Mo2-xMnxO9中氧离子的微观扩散机制.当测量频率为0.5 Hz时,在130℃和520℃附近分别观察到一弛豫内耗峰,而在280℃～300℃范围内有一相变峰存在.讨论了各个内耗峰的机理.