凝聚态物质的切变波共振吸收谱仪的工作原理

研制成能工作于10-2～103cm-1波数范围内的切变波共振吸收谱仪,填补了现有谱学在10-2～102cm-1波数范围的空白.首次观测到水在100～300cm-1波数范围的2个共振吸收峰.它可在凝聚态物理、溶液研究、胶体化学、有机化学、生物化学和生命过程的研究中得到广泛的应用.     

一些液体在低波数范围的共振吸收峰

用准连续变频的凝聚态物质共振吸收谱仪在100～250cm-1范围内测量了血红蛋白、谷氨酸水溶液在室温到60℃时的共振吸收谱以及酒精和果酸酶水溶液在室温时的共振吸收谱.发现了它们的特征共振吸收峰.讨论了这些共振吸收峰的实验规律和可能的相变行为.     

纯铜在范性形变过程中的内耗对频率和速率的响应行为

在改装了的拉力试验机上测量了电解纯铜(99.98％Cu)在范性形变过程中的内耗。研究了拉伸速率ε、测量频率ω以及变形量ε等对内耗Q~(-1)的影响.所得内耗Q~(-1)随ε及ω~(-1)的增加而增加。除定频(f=2.02Hz)变速(ε=1.08×10~(-6)—37.6×10~(-6)/sec)过程的内耗与ε没有线性关系之外,定速(ε=9.04×10~(-6)/sec)变频(f=0.49-4.16Hz)过程的内耗与ω~(-1)或ω~(-1/2)亦不呈线性关系。但定速变频过程的内耗数据可分解为ω~(-1)及ω~(-1/2)两个过程的迭加由Q_1~(-1)-ω~(-1)及Q_2~(-1)-ω~(-1/2)关系计算出的Q_1~(-1)-ε曲线和Q_2~(-1)-ε~(1/2)曲线迭加后,得到的Q~(-1)-ε计算曲线与实验曲线符合得颇好。因此,纯铜在范性形变过程中的内耗可写为Q~(-1)=A_1(ε/ω)+A_2(ε/ω)~(1/2)。讨论了位错平均运动速度随时间的变化规律对形变过程内耗的影响,由实验数据计算出形变过程中位错平均运动速度V_0与形变量ε间的关系为V_0=V~*(10~3+ε~(-1/2)).     

一些固体在1～500Hz率范围的共振吸收峰

用准连续变频的凝聚态物质共振吸收谱仪在1～500Hz围内测量了Cu,Al,Fe和有机玻璃等的共振吸收特征.对Al和BaTiO3陶瓷还测量了它们的变温行为.讨论了这些共振吸收峰的实验规律和可能的相变行为.     

NiTi合金中应力诱导无公度相/公度相可逆转变的研究

在超弹性NiTi 合金室温加载、卸载的应力循环过程中,在同一样试上同时测量了应变、模量、电阻率以及内耗随应力的变化,研究了应力循环周数对上述四个参数的影响.结果表明:在增加应力至应变为4%后卸载时,试样表现了完整的超弹性,即应力卸载至零时,应变完全回复到零,这说明全部应变都是由应力诱导的可逆相变提供的.在增加应力时,电阻率单调上升并变平,模量出现极小值而内耗出现极大值;减小应力时,上述过程滞后地出现.当试验温度远高于母相转变为无公度I 相的温度T_I 时,以及试验温度低于M_f 点时,上述超弹性以及变载过程中出现的电阻、内耗及模量的变化特征均消失.将上述结果和NiTi含金在变温过程中电阻、内耗及模量的变化规律进行对比,以及对应力诱导循循环前后试样的X 光衍射分析结果均表明,上述超弹性是由于NiTi 合金中应力诱导的无公度相I/公度相C间的可逆转变所提供的.由于应力诱导I/C 转变的可逆性,因此这一转变将对NiTi 合金的双程形状记忆效应产生一定的影响.研究了应力循环周数对可逆I/C 转变的影响.     

共振吸收谱仪测量系统的研制

讨论了共振吸收谱仪测量系统的设计.由于频率越高,信号越微弱,同时要求的AD的采样速度也越高,因而限制了测量频率和精度的提高.通过高速低相差ADC及大功率低噪音放大器的研制,使测量频率范围达到1×10-3～5×102Hz,变频精度达到0.05%;内耗测量精度达到5×10-6,为固体振动能吸收谱的研究提供了必要工具.