鋼中含氫所引起的内耗峯

钢的内部发裂已经公认为与钢中的氢气有关。现有的理论认为这是由于氢气聚集于钢中的内部缺陷产生破裂压力所引起,然而关于缺陷的性质和引起内部发裂的详细机构迄今还没有明确的了解。本文尝试用内耗测量的方法来研究这个问题。初步实验的结果指出:(1)氢在钢中可以引起内耗峰(将内耗表示为测量温度的函数时);(2)轻微冷加工或保温对于内耗峰的颠值温度有着显著的影响,这表示所得的内耗峰与钢中的缺陷和应力状态有关系;(3)所得的内耗峰表现有反常的振幅效应,即在一定的观测温度时,如将内耗表示为外加应力的函数,则也得到一个内耗峰。这与本文作者之一以前在铝铜合金中所观测到的反常内耗峰的性质和表现相同,因而所得的内耗峰可能是由于氢与钢中的原子脱节的交互作用所引起来的。     

Al-0.5%Cu合金中表现反常振幅效应的低频位错内耗

用低频扭摆的方法,系统地研究了能够较有把握地观测到在Al-0.5％Cu合金中所出现的反常位错内耗的实验程序。结果指出,把试样在拉力试验机上预先拉伸到某一适当的形变量后,立即测量它在某一适当温度下时效的过程中的内耗,可以在内耗-时效时间曲线上观察到一个表现反常振幅效应(即内耗-振幅曲线上出现一个峯值)的时效内耗峯。用经过充分时效而内耗已经达到稳定值的试样,逐渐增加振幅,测量内耗,也可以观察到一个应变振幅内耗峯(当内耗表示为应变振幅的函数时)。此外,用一定的应变振幅在较高温度下,测量经过充分时效的试样的内耗时,也可以观察到一个表现反常振幅效应的温度内耗峯(当内耗表示为温度的函数时)。这些实验结果肯定地指出,在一定测量温度下的振幅内耗峯和表现反常振幅效应的温度内耗峯是存在的。为了找出以前在Al-0.5％Cu中所观察到的反常内耗现象重复性不好的原因,系统地研究了测量内耗所用的应变振幅对于出现振幅内耗峯的影响以及预形变量对于出现时效内耗峯和温度内耗峯的影响。对于出现反常内耗现象的实验条件进行了分析。所观察到的关于反常内耗现象的实验结果,都可用位错拖着溶质原子气团运动的模型来作定性的解释。具体的模型和理论分析将另行报导。     

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：     

铝-0.1%镁合金中表现反常振幅效应的低频位错内耗峰

用低频扭摆测量了经过轻度冷加工的Al-0.l％Mg合金在室温时效过程中的内耗变化,观察到表现反常振幅效应的时效内耗峯。用经过充分时效而内耗已达到稳定值的试样进行升温和降温内耗测量,也在30—55℃的温度范围内观察到表现反常振幅效应的温度内耗峯。这些现象在高纯铝试样和经过完全退火的Al-0.l％Mg合金试样中都不出现。在Al-0.l％Mg合金中也能观察到以前在Al-0.5％Cu合金中所观察到的反常内耗现象,这就排斥了任何用在点阵中所发生的一般脱溶沉淀过程来解释这种反常内耗现象的可能性,困为在含0.1％Mg的铝合金中,在实验测量所涉及的温度范围内,是不能够在点阵中发生一般的脱溶沉淀过程的。为了解释铝镁合金中所呈现的反常内耗现象的特点,可以假设在铝镁合金中能够形成两种位错气团:一种是“镁原子-空位”对与位错所组成的气团,这种气团能够在应变时效过程中形成;另一种气团是镁原子与位错所组成的气团,当经过范性形变的试样的温度升高到100℃左右时,镁原子与空位脱离,在退火过程中就单独与位错形成气团。前一种气团对于位错的钉札较第二种为强,因而它的振幅内耗峯出现在较高的振幅值。     

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：     

振动弯结与可动点缺陷的交互作用所引起的反常内耗的计算机模拟

对于溶质原子在弯结的膨胀场中的位能做了简化假定以后,用数值方法求解了溶质原子沿着一个弯结的位错管道扩散所遵守的一维普遍扩散方程,计算了溶质原子的瞬时浓度分布,振动弯结的能量耗损、平均阻尼系数和平均刚度的瞬时值。从过去和现在所得的数值计算结果归纳出有关弯结平均阻尼系数和平均刚度的简化近似公式,对反常内耗现象作了半定量解释。 关键词：     

Cu-13.9Al-4Ni合金的热弹性马氏体相变内耗峰

采用不完全相变内耗测量法研究了Cu-13.9Al-4Ni合金在热弹性马氏体相变时其相变内耗峰与外界变量的依赖关系.当测量频率较低时,完全相变法所测量的单一内耗峰被成功分解成双峰,即高温内耗峰和低温内耗峰.低温内耗峰位置对应于相对动力学模量的最小值,高温内耗峰则对应于相对动力学模量的拐点位置,且呈现出明显的反常振幅效应.     

铝-0.5%铜合金中反常振幅效应内耗峰的进一步实验和位错弯结气团模型

用低频扭摆进一步研究了在Al-0.5％Cu合金中观察到反常位错内耗峯的条件。结果指出,对于完全退火的试样来说,需要有适当的冷加工量,但是对于高温淬火试样则不需要冷加工。用位错气团模型定性地解释了过去所观测到的表现反常振幅效应的时效内耗峯和温度内耗峯;同时指出,简单的气团模型在作定量的解释时,遇到了下述的困难:(i)在测量内耗所用的交变应力的作用下,位错线所能够拖着气团移动的距离太短。(ii)为了气团能够被位错拖着移动,组成气团的溶质原子必须具有比通常大很多个数量级的扩散系数。(iii)根据气团模型,从理论上计算出来的使位错拖着气团以临界速度而移动时,所需的临界应力比观测值大几百倍。提出了溶质原子沿着位错弯结而扩散的气团模型,这个改进模型能够初步解决上述困难,并能定性地解释所观测的结果。这个模型所依据的基本假设是,要观测到反常内耗现象,位错线上必须具有一定数目的弯结。要得到这种弯结,可以对于退火试样进行适量的冷加工,或者把试样从高温淬火。带着弯结的位错线能够通过弯结的沿边运动而实现垂直于位错线方向的移动。可以假定,气团只在弯结两端的直位错段处形成,在弯结本身上并不形成气团。在弯结的沿边振动的过程中,聚集在弯结两端的溶质原子可以沿着位错管道进行来回的短程扩散。已知沿着位错管道的扩散具有比在正常晶体点阵中扩散时大得多的扩散系数。     

超声毛细效应的探究

通过对超声波泵现象进行预实验,判断出毛细管内液面反常上升的高度与毛细管、液体和超声波的诸多性质相关.从挤压模效应和空化效应分别对超声毛细效应进行理论分析,判断出了影响超声波作用下毛细管内液面反常上升的因素,并通过实验测量结果验证了此理论的自洽性.     

可动点缺陷对与运动弯结的滞弹性交互作用

对于在周期分布的运动内应力源作用下,面心立方晶体中Zener对和不对称点缺陷对的微扩散方程采用有限傅氏级数和拉氏变换求解。得出弯结刚性和阻尼系数的有限求和表达式。给出了有关数值计算结果。对于刃型位错与不对称点缺陷对的滞弹性交互作用得出了简单解析结果,与以前用别的方法所得结果相符。讨论了点缺陷内耗的位错增强效应。 关键词：     

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：     

碳在低碳合金马氏体中微扩散所引起的内耗峰

用扭摆测量淬硬低碳镍合金钢中的内耗,当振动频率约为每秒2周时,在155℃附近有一个内耗峰出现。这个内耗峰的出现条件是:钢中必须含有马氏体、合金元素和碳。在适当的条件下,铬钢和铬镍钢中也曾观察到这个内耗峰。用含镍29.7％的钢作了系统试验,观察到内耗峰高度与试样中的含碳量成正比。内耗峰的高度由于在较高温度(165℃以上)的回火处理而不断降低。由内耗测量所测得的激活能是25,000卡/克分子。以上的实验结果指出,所观测到的155℃新内耗峰是由于碳在合金马氏体中的应力感生微扩散所引起来的。提出了一个产生内耗峰的初步模型。假定碳在四角马氏体中是处于00(1/2)型的间隙位置。合金元素原子的存在引起晶体点阵中不均匀的畸变,因而应力的作用便改变了碳原子在热平衡状态下在Fe-C-Fe和B-C-Fe(B是合金元素原子)两种00(1/2)型间隙位置之间的跳动几率。这种应力感生的碳原子运动便引起内耗。用这个模型可以定性地解释所观测到的事实。关于这方面的定量研究正在进行中。     

面心立方体金属中间隙原子内耗理论

在面心立方体金属中间隙原子一般不发生内耗。只有在合金元素(杂质)或空穴周围的间隙原子才会发生微扩散的内耗。因为空穴或合金原子的存在破坏了邻近间隙位置的对称性,在这样位置上的间隙原子才有可能在往复应力作用下发生应力感生微扩散内耗。本文按以上所述两种情况,利用作者之一所作的内耗热力学理论作计算,发现由于合金原子存在而引起的内耗弛豫强度应该与x_A(1—x_A)·C成正比,x_A是合金原子浓度,C是间隙原子浓度。由于空穴存在而引起的内耗强度应与N·1/(B/C²+1/C)成正比,此处N是空穴的浓度,C是间隙原子浓度,B是一常数。在葛庭隧、钱知强两氏对面心立方系锰钢的内耗强度的实验中,内耗强度的数值基本上与合金原子浓度无关。因此,在高锰合金钢中像是空穴所引起内耗的那种机构。同时,可以估计出碳原子落入空穴放出的能量约为0.14eV。但目前实验数据有限,实际上面心合金钢中是何种机构在起主要作用,尚待进一步研究。     

Versetzungsbedingte amplitudenabhängige Relaxationsdämpfung

The activation processes of gliding dislocations during plastic deformation of solids should lead to amplitude dependent internal friction even in the case of small oscillatory dislocation movements about the equilibrium positions. Our theory predicts, that the rise of internal friction with amplitude should be the beginning of a maximum of internal friction, which one could find at higher amplitudes. It is found that this theory can account qualitatively for the main features of many experiments on amplitude dependent internal friction, although this kind of damping has seldom been measured without the backgroundaction of pinning impurities.     

A statistical-mechanical theory of self-diffusion in colloidal suspensions — application to colloidal glass transitions

A statistical-mechanical theory of self-diffusion in colloidal suspensions is presented. A renormalized linear Langevin equation is derived from a nonlinear Langevin equation by employing the Tokuyama–Mori projection operator method. The friction constant is thus shown to be renormalized by the many-body correlation effects due to not only the direct interactions between particles, but also due to the hydrodynamic interactions between particles. The equations for the mean-square displacement and the non-Gaussian parameter are then derived. The present theory is applied to colloidal glass transitions to discuss the crossover phenomena in the dynamics of a single particle from a short-time self-diffusion process to a long-time self-diffusion process via a β (caging) stage. The effects of the renormalized friction coefficient on self-diffusion are thus explored with the aid of the analyses of the experimental data and the simulation results by the mean-field theory proposed by the present author. It is thus shown that the relaxation time of the renormalized memory function is given by the β-relaxation time. It is also shown that the non-Gaussian parameter is very small, even near the glass transition, because of the existence of the short-time self-diffusion coefficient caused by the hydrodynamic interactions.     

Remarks on a quantum mechanical treatment of internal excitation in low energy nuclear fission

Internal excitations of the fissioning nucleus are usually described phenomenologically by friction terms. In the present paper an approach is discussed which is in principle based on a correct quantum mechanical treatment taking the projection form of the Schrödinger equation as a starting point. Considering nuclear fission as an almost adiabatic process an estimate for the friction energy is made. In this very crude estimate only 10–15% of the collective energy gain in going from the saddle to the scission point is transformed into internal excitation energy. This is in agreement with experimental data showing pronounced substructure effects which would be destroyed in the presence of a larger friction. As compared to other microscopic calculations, in the present work the total Hamiltonian is split in such a way that the only perturbation term being responsible for the deformation is essentially the Coulomb energy. By this assumption the calculation of transition probabilities to intrinsically excited states becomes rather insensitive to the exact excitation energy spectrum of the compound nucleus.     

3 GPa熔融盐固体介质三轴高温压力容器的轴压摩擦力标定

 在温度标定和围压标定的基础上,采用轴压循环方法,对3 GPa固体介质三轴高温高压实验系统的轴压摩擦力进行了标定,分析了围压、温度、轴向位移速率、装样方式（盐套类型）等实验条件对轴压摩擦力的影响。结果表明：静摩擦力、挤压摩擦力和滑动摩擦力3种轴压摩擦力对轴向应力的影响不同,其中静摩擦力和挤压摩擦力对轴向应力的影响很小,影响应力精度的主要是滑动摩擦力。静摩擦力及滑动摩擦力与围压正相关;静摩擦力与轴向位移速率正相关,但受其影响较小,滑动摩擦力不受其影响;静摩擦力和滑动摩擦力与温度负相关,并且受其影响较显著;盐套类型对轴压摩擦力的影响较大,当实验条件接近盐套熔点时,轴压摩擦力显著降低,当样品周围的盐套处于熔融状态时,轴压摩擦力最小。基于此,确定了标定轴压摩擦力的具体步骤,并对角闪岩的应力-应变曲线进行了轴压摩擦力标定。对比轴压摩擦力校正前、后的应力-应变曲线发现,经过轴压摩擦力校正的应力-应变曲线能更好地反映样品的实际变形情况。     

热激活磁弹性弛豫的多体普适方法研究

本文基于多体相互作用导致红外发散响应的弛豫机制,研究无序铁磁合金中的热激活磁弹性弛豫。即认为:引起磁畴壁弛豫的磁取向有序,除取向有序原子的热激活跃迁外,还应包括多体相互作用引起的两种不同的位形隧道效应。在此新机制的基础上,导出了分指数的磁化强度弛豫规律和磁导率减落公式。再利用波耳兹曼迭加原理,得出普适的磁弹性内耗公式,此公式得到实验数据的证实。 关键词：