与位错和点缺陷交互作用有关的非线性滞弹性内耗的研究

综述非线性滞弹性内耗的主要实验规律和物理模型.结合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对Al-Mg合金中出现在室温附近的非线性滞弹性内耗峰的理论和实验研究结果,对产生这些内耗峰的微观机制进行了较深入的阐述.结果表明,其微观过程是点缺陷(溶质原子)在位错拖曳下在位错芯区内的扩散过程.由于位错拖曳溶质原子的力与外加应力是非线性的,所以导致了非线性内耗峰的出现.分子动力学模拟计算所得到的溶质原子在位错芯区的扩散激活能与内耗峰的激活能一致.这些结果使我们对非线性滞弹性内耗峰产生的微观机理有了比较全面的理解.     

室温附近的低频非线性滞弹性内耗峰的理论

尝试用低频近似法建立点缺陷与弯结之间的一个简单的交互作用模型,从而至少能够半定量地论证位错与可动点缺陷之间的交互作用怎样能够引起具有反常振幅效应的滞弹性内耗峰。所得的理论结果与在Ａｌ－Ｍｇ和Ａｌ－Ｃｕ在室温附近所观测到的内耗现象例如Ｐ１’峰的结果相合。已经认定Ｐ１’峰与溶质原子在位错芯区内的横向扩散（ＴＣＤ）有关。     

非线性滞弹性研究的开拓和进展(Ⅱ)

继续前文关于点缺陷在位错芯区内的纵向扩散所引起的非线性反常内耗峰的理论分析,报道了用直接求解运动方程的程序来处理关于点缺陷在位错芯区内的横向扩散的问题.另外,对于新近发现的晶界与邻域位错的交互作用所引起的非线性反常内耗峰进行了物理过程分析.     

非线性滞弹性研究的开拓和进展(Ⅱ)

综述了非线性滞弹性现象的发现及其主要表现,说明它的基本物理过程是点缺陷与位错的交互作用．用两种程序对于点缺陷在位错芯区内的纵向扩散和横向扩散所引起的非线性反常内耗峰进行了理论分析并与实验结果作比较．这与新近发现的晶界与邻域位错的交互作用所引起的非线性反常内耗峰一起,奠定了非线性滞弹性这门新学科的实验基础．讨论了这两种类型的非线性滞弹性现象的学术意义和应用前景．对于存在的问题及其展望提出了看法．     

热作模具钢淬火回火态的内耗谱分析

对热作模具钢淬火后回火态试样的内耗谱进行了分析.研究表明，淬火态试样的内耗谱由3部分构成.其中：157.2 °C处的内耗峰是由于体心立方结构的马氏体晶格畸变引起应力感生碳原子微扩散的结果；225.5 °C处为溶质原子与位错交互作用产生的SKK峰及其背景内耗峰.随着回火温度升高，SKK峰的弛豫强度逐渐减小，此时，碳原子与部分合金元素以碳化物形式结合而从基体中析出，使得其晶格畸变减弱，157.2 °C处的内耗峰消失；部分碳化物在位错处形核并使位错段增长、弛豫时间增大；内耗峰位置的移动主要归因于合金元素与碳原子的作用.     

AlZnMgCu合金过时效后期锯齿流变的再现

研究了ＡｌＺｎＭｇＣｕ合金经充分过时效处理后锯齿流变的再现。锯齿流变开始出现的临界应变εｃ是时效温度Ｔ及时效时间ｔ的函数，从而得出锯齿流变再现的激活能约为２ｅＶ，相当于Ａｌ中位形成能与Ａｌ中溶质原子扩散激活能之和。     

Al－Cu合金G．P．区异常快速形成的复合体机制

用置换溶质原子－空位复合体机制，对Ａｌ－Ｃｕ合金Ｇ．Ｐ．区异常快速形成及相应的现象进行了解释，并与过剩空位机制和位错机制进行了比较。     

Al—Mg合金在循环蠕变条件下的应变突发现象

研究了Ａｌ－Ｍｇ合金在循环蠕变条件下的应变突发现象，以及突发应变出现的温度和应力范围，基于循环蠕变位错结构观察的结果，提出一种新的位错胞崩塌理论来定量说明应变突发出现的临界循环应力、临界溶质浓度及突发应变消失的温度，定量计算表明，该理论的预期值与Ａｌ－Ｍｇ合金现有的实验结果很相符。     

Al—Zr合金中的竹节晶界峰

用低频倒摆测量了Ａｌ－０．０７３％Ｚｒ（质量分数）合金的高温内耗，实验中观察到两种类型的内耗峰，即传统的晶界峰和竹节峰，对竹节峰进行了系统的实验研究，当竹节晶料与细晶粒共存时，竹节峰的峰温为６９０Ｋ（ｆｐ＝０．２９Ｈｚ），相应的激活能为３．２０ｅＶ；在完整的竹节结构的试样中，竹节峰的峰温为６３５Ｋ，相应的激活能为２．７４ｅＶ，结合晶界内第二相粒子的电镜观察认为，竹节峰起源于荷粒子晶界的应力驰豫。     

Al－Zr合金中的竹节晶界峰

用低频倒摆测量了Ａｌ－０．０７３％Ｚｒ（质量分数）合金的高温内耗，实验中观察到两种类型的内耗峰，即传统的晶界峰和竹节峰．对竹节峰进行了系统的实验研究，当竹节晶粒与细晶粒共存时，竹节峰的峰温为６９０Ｋ（ｆ＿ｐ＝０．２９Ｈｚ），相应的激活能为３．２０ｅＶ；在完整的竹节结构的试样中，竹节峰的峰温为６３５Ｋ，相应的激活能为２．７４ｅＶ．结合晶界内第二相粒子的电镜观察认为，竹节峰起源于荷粒子晶界的应力弛豫．     

用Wagner方程研究Ti衬底与Al膜间的反应和互扩散

本文根据Ｔｉ与Ａｌ膜间的反应和互扩散动力学提供的浓度分布曲线，用Ｗａｇｎｅｒ方程计算Ｔｉ衬底与Ａｌ膜间在Ｔｉ相变点上、下Ａｌ的互扩散系数Ｄ和激活能Ｑ，找出了互扩散系数与温度与成分的变化规律，计算结果表明，扩散激活能的大小次序是：ＱＴｉ３Ａｌ＞ＱＴｉＡｌ＞Ｑａ－Ｔｉ（Ａｌ）＞Ｑｂ－Ｔｉ（Ａｌ）。     

溶质原子在位错芯区内扩散所引起的非线性滞…

应用位错弯结气团模型，讨论了坐落在弯结部分和坐落在弯结两端的直位错段部分的溶质原子的扩散情况，并引入溶质原子在（ｘ，ｙ）位置出现的几率密度或分布函数的概念，当弯结在外力作用下进行侧向运动时，上述的分布函数发生相应的变化，用弯结链向外弓出的模型来描述弯结链在外力作用下的重新分布，从而算出所导致的能量变化，进而同施加于溶质原子上的横向力和纵向力，式列出溶质原子的横向漂移和纵向漂移的扩散方程。     

Mg含量对Al—Mg合金动态再结晶的影响

利用偏振光金相和透射电子显微镜研究了Ａｌ－２０％Ｍｇ，Ａｌ－６％Ｍｇ和Ａｌ－９％Ｍｇ合金热形变过程中的动态再结晶行为，结果表明：Ａｌ－２％Ｍｇ和Ａｌ－６％Ｍｇ合金的动态再结晶是在一定的Ｚ参数范围内发生的，而Ａｌ－９％Ｍｇ合 动态再结晶行为与低层错能相似，Ｍｇ含量增加促进了该合金动态再结晶的发生，原因是Ｍｇ原子气团阻碍位错的交滑移，使动态回复难以发生。     

CuZnAl形状记忆合金平衡状态内耗分析

用真空葛氏摆研究了ＣｕＺｎＡｌ形状记忆合金平衡状态下的内耗。在室温至５００℃ 温度范围内，观测到两个弛豫型内耗峰，峰温分别为２４０℃和３４０℃（Ｊ≈１，７Ｈｚ）． 通过改变频率测得２４０℃峰的弛豫激活能为１１３ｋＪ／ｍｏｌ，３４５℃峰的弛豫激活能 为１７６ｋＪ／ｍｏｌ．计算了两个峰的τ０值，确定３４５℃峰为α相中Ｚｅｎｅｒ弛豫 峰，２４０℃峰则是由β有序相内反向畴界处某种点缺陷运动所产生。     

溶质原子在位错芯区内扩散所引起的非线性滞…

应用但错弯结气团模型，通过求解在准静态外力作用下溶质原子的横向漂移和纵向漂移的扩散方程，得出了这种扩散过程所对应的滞弹性蠕变的驰豫强度和弛豫时间，它们和外力的关系是非线性的。进而求出了交变应力下的内耗和模量亏损的近似解析式。     

NiAl位错核心结构的模拟

利用ＥＡＭ势函数对ＮｉＡｌ中〈１００〉，〈１１０〉刃位错和〈１００〉螺位错的位错核心结构及〈１００〉刃位错与点缺陷的交互作用进行了模拟研究．结果表明：〈１００〉刃位错在（００１）面沿［１１０］和［１１０］方向扩展，呈“蝶形”结构；而〈１００〉刃位错在｛１１０｝滑移面上位错核心结构更为紧凑，位错扩展现象不明显．这和试验中观察到的ＮｉＡｌ中位错进行〈１００〉｛１１０｝滑移，而非〈１００〉｛００１｝滑移的结果相一致．〈１１０〉位错在（００１）面沿［１１０］和［１１０］方向也有所扩展，但同〈００１〉位错相比，沿［１１０］方向位错核心扩展的宽度更大，由位错应力场导致的原子位移也更明显．通过模拟还发现〈１００〉螺位错、〈１００〉刃位错、〈１１０〉刃位错在滑移面内均无位错的分解现象．〈１００〉刃位错和点缺陷的交互作用模拟结果表明：在位错核心附近引入点缺陷列对位错核心结构的轮廓影响不明显，说明难以通过引入点缺陷，局部改变有序度的方法来影响位错核心结构     

Fe_(57)Al_(43)合金中的Zener弛豫

考察了Fe57Al43合金的内耗特征。对于空冷和炉冷的样品,在520℃左右观察到一个弛豫型内耗峰,该峰在升降温测量过程中都能出现。根据该内耗峰的激活能,该峰可归因为Zener弛豫,产生于Fe-Al合金中Al原子对的重新取向。     

B2 Fe-Al合金中由碳原子扩散引起的内耗峰

对B2结构Fe-Al合金的内耗特征进行了研究。对于900℃空冷并在400℃时效24h的Fe47Al53和Fe57Al43合金，分别在410℃和390℃左右观察到一个弛豫型内耗峰。根据该内耗峰的激活能，认为该峰产生于“碳-空位”对中间隙碳原子的扩散。     

TiAl＋Ca合金断裂及变形亚结构研究

运用ＳＥＭ和ＴＥＭ等分析手段研究了ＴｉＡｌ＋Ｃａ三元合金的室温断裂行为和变形亚结构．结果表明，少量Ｃａ的添加可以大幅度提高Ｔｉ－３４％Ａｌ合金的室温力学性能．合金断裂时不再表现为单纯的穿晶解理断裂而在γ单相中出现了河流状的解理纹，断口上还出现较多的撕裂梭；ＴＥＭ分析表明，Ｃａ的添加有助于１／２＜１１０］正常位错的启动；Ｔｉ－３４％Ａｌ－１．０％Ｃａ合金压缩变形时产生大量的位错环，当Ｃａ含量达到２．０％时，在γ相中出现了由于位错分解而产生的层错．     

Fe3Al合金的高温变形行为

用载荷松弛法对Ｆｅ－２８Ａｌ－２Ｔｉ合金在较高温度下的变形行为进行了研究．测定了Ｆｅ－２８Ａｌ－２Ｔｉ合金在高温变形时的载荷松弛曲线、应力减小因子Ｙ及激活能值,并对试样进行了显微结构观察．结果表明,Ｆｅ－２８Ａｌ－２Ｔｉ合金的高温变形是一个亚晶界吸收位错,而且不断向大角晶界转变的过程．