宏观石墨颗粒增强的锌铝共析合金复合材料阻尼行为的研究

采用空气加压渗流技术制备了宏观石墨颗粒增强的锌铝共析合金复合材料,运用内耗手段和热分析技术研究了宏观石墨颗粒增强的锌铝共析合金的阻尼行为及其阻尼机制,宏观石墨颗粒的加入大大提高了材料的阻尼性能．复合材料中宏观石墨颗粒的平均直径约0．5和1．0mm、宏观石墨颗粒体积分数为51％和63％．在多功能内耗仪上采用受迫振动方式测量了宏观石墨颗粒增强的锌铝共析合金复合材料的内耗和相对动力学模量．在温度-内耗谱上发现了两个内耗峰,低温内耗峰是晶界峰,其机制为铝／铝晶界的黏性滑移,该内耗峰的平均表观激活能为（1．13±0．03）eV、指数前因子τ0为10^-14s;高温峰是相变内耗峰,其机制为锌铝共析合金中的相转变,依据内耗测量和热分析实验可得该相变峰的激活能为（2．36±0．08）eV．     

低频内耗方法研究纳米晶Al块体材料的退火效应

运用低频内耗温度谱和TEM显微观察,系统研究了由含H等离子蒸发制备的粉料经冷压得到的纳米晶Al试样的滞弹性行为及结构演化过程.结果表明当T预退火＜823K时,内耗Q-1随温度指数增加;当823K≤T预退火≤893K时,内耗Q-1的温度谱在指数背景上出现分布很宽的弛豫峰Pn.该峰远低于经典的粗晶Al的晶界峰;峰的激活能为(1.20±0.05)eV,介于粗晶Al沿晶界扩散的激活能与晶格扩散激活能之间.893K预退火40min后进行85%冷轧量变形并经727K退火60min的纳米晶Al,内耗Q-1随温度的变化表现为双弛豫峰P1和P2.P1蜂的激活能为(1.22±0.18)eV,P2峰的激活能为(1.53±16)eV.P1峰温和激活能与P0峰相当,P2峰温和激活能与粗晶Al晶界峰相当.TEM显微观察表明纳米晶Al的晶间结构及晶粒形状随预退火和冷变形处理发生了改变.根据上述结果,对预退火及冷变形处理引起的纳米晶Al的结构变化和内耗本质进行了探讨.     

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．     

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。     

Fe_4Co_(66)V_2Si_8B_(20)金属玻璃结构弛豫和晶化过程中低频内耗的研究

用倒扭摆测试了Fe_4Co_(66)V_2Si_8B_(20)金属玻璃的低频内耗和切变模量.在结构弛豫过程中,激活能有一较宽分布,预退火后,内耗降低;但在预退火温度以下的降温和升温过程中内耗有回复性,用局域结构单元切变变换模型对内耗机制作了讨论.在晶化过程中,发现在540℃附近出现相变内耗峰,峰高与T/f成线性关系,切变模量发生软化,配合DTA测量,进行了分析.     

GD a—Si:H薄膜的内耗及结构缺陷

用簧片振动法测量了GD a—S_1:H薄膜的内耗。在一170～100℃范围内观察到3个内耗峰——P_1、P_2和P_3。测量结果表明:P_1和P_2峰为驰豫型内耗峰,激活能分别为0.62ev和0.45ev。对样品进行250～300℃退火后,在—70～—30℃区间又观察到一新驰豫型内耗峰,激活能为0.22ev。分析认为P_1由双空位及复合缺陷造成,P_2由单空位造成,P_3可能由线缺陷造成,退火后新出的峰是晶界峰,从而提出a—Si:H中可能的缺陷模式为单空位、双空位、复合缺陷、线缺陷和晶界等。     

新型锂离子导体Li5La3Ta2O12的内耗

采用低频内耗仪,以强迫振动方法测量了锂离子导体Li₅La₃Ta₂O₁₂在升温过程中的内耗和相对模量,并结合晶体结构分析其形成机制.结果表明：在大气环境的升温过程中,Li₅La₃Ta₂O₁₂出现2个明显的弛豫型内耗峰,其弛豫元（锂空位）之间存在相互作用,由Debye峰拟合得到其激活能和弛豫时间指数前因子分别为0.80～1.00 eV和10-14～10-26 s,利用耦合模型处理得到弛豫峰的激活能约为0.60～0.70 eV,与锂离子电导率的激活能（0.50～0.60 eV）接近;2个弛豫型内耗峰分别对应于锂离子在相邻四面体和八面体间（24d48g）以及相邻八面体间（48g48g）的扩散;随着Li₅La₃Ta₂O₁₂在空气中的放置时间增加,其内耗峰逐渐向高温区域移动,且其峰高度和激活能逐渐增大;Li₅La₃Ta₂O₁₂经室温时效处理后,水进入其晶格替代Li₂O而形成新的锂离子化合物Li₅-xLa₃Ta₂O1₂-x(OH)x（0相似文献   

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.     

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。     

纯铝双晶中倾侧晶界和扭转晶界的内耗

利用强迫振动模式,在多功能内耗仪上测量含<111>转轴的倾侧晶界和扭转晶界的纯铝双晶内耗,并从晶界结构的角度加以解释,采用耦合模型对晶界弛豫机制进行分析.结果表明：扭转晶界和倾侧晶界的内耗弛豫参数差别明显;当倾侧晶界和扭转晶界的取向差接近于60°时,不出现晶界内耗峰,表明共格和非共格取向差接近于60°的特殊晶界具有较高的力学稳定性.     

纯铝双晶中倾侧晶界和扭转晶界的内耗

利用强迫振动模式,在多功能内耗仪上测量含<111>转轴的倾侧晶界和扭转晶界的纯铝双晶内耗,并从晶界结构的角度加以解释,采用耦合模型对晶界弛豫机制进行分析.结果表明：扭转晶界和倾侧晶界的内耗弛豫参数差别明显;当倾侧晶界和扭转晶界的取向差接近于60°时,不出现晶界内耗峰,表明共格和非共格取向差接近于60°的特殊晶界具有较高的力学稳定性.     

含宏观石墨颗粒材料界面位错形态及内耗特征的研究

利用渗流技术在工业纯铝中引入宏观尺度的石墨颗粒,研究该宏观缺陷界面附近的微观缺陷(位错)形态及对材料内耗的影响.结果表明,在连续升温测量过程中,大约在260℃附近观察到了一个内耗峰,其峰位与频率无关,峰高与测量频率的倒数和升温速率近似成直线关系,且表现出正常振幅效应.而在没有宏观石墨颗粒增强的工业纯铝样品中无峰出现.通过透射电子显微镜(TEM)观察,发现在石墨颗粒/基体界面附近存在高密度位错.根据内耗实验结果和微观结构特征的观察,认为该内耗峰的机制与基体和增强物之间因热膨胀系数的不同而诱发的高密度位错以及位错在外加应力作用下的运动有关.     

宏观体缺陷对材料阻尼行为的影响

利用渗流法在ZA27合金中分别引入线尺寸为毫米量级的宏观孔洞和石墨颗粒,对比研究了该两种缺陷对材料阻尼行为的影响.实验表明,引入孔洞对ZA27合金的阻尼本领影响很小,而引入宏观尺度的石墨颗粒,其低温内耗变化不大,高温内耗峰明显下降.据初步分析认为,在ZA27合金连续升温测量过程中出现的内耗峰为一相变峰,石墨颗粒的引入,可能会对该相变过程从而对内耗峰的产生起到一定的抑制作用.     

Nb,C(污染W)及湿氢处理对Fe晶界内耗的影响

研究了湿氢处理前、后的Fe及其加Nb,C的合金晶界内耗。发现Nb,C(及污染带入合金内的W)等使晶界蜂明显减低;合金中Nb,C量越高,晶界峰越低。Nb,C也使晶界峰温度大大升高和弛豫激活能显著变大。湿氢处理强烈降低(甚至消除)实验合金的晶界峰,使峰温度大幅度提高。对结果进行了讨论。     

Cu-Al-Ni-Mn-Ti合金相变弛豫特性的研究

文章研究了Cu-Al-Ni-Mn-Ti多晶形状记忆合金的相变弛豫特性.实验结果表明,合金的相变内耗峰实际上由2个不同的内耗峰组成,低温内耗峰的峰值与频率对数呈现峰形函数关系,随升温速率的增加,频率峰向高频方向移动,相变弛豫时间减小;高温内耗峰的峰值与频率倒数成直线关系,随升温速率的增加,直线斜率变大,表明低频测量时升温速率对相界面法向运动的驱动作用更强.     

PZT铁电陶瓷的低频内耗研究

用传统的固态反应法制备了Pb(Zr0.52Ti0.48)O3铁电陶瓷,在低频扭摆上采用强迫振动的方式,在0.05～4Hz的频率范围内测量了PZT铁电陶瓷的内耗温度特征.在室温至350℃的内耗-温度曲线上,290℃和150℃附近分别出现两个弛豫型内耗峰P1和P2,并且在50℃附近观察到一个较低的内耗峰.根据Arrhenius关系,分别计算得到P1的激活能E1=2.09eV,τ01=3×10-20s,P2的激活能E2=1.04eV,ι02=8×10-14s,并且分析了P1和P2内耗峰的机制.     

γ-MnFe合金反铁磁转变和马氏体相变

利用低频内耗仪强迫振动方法测量-50～250℃,61.4%～86.4% Mnγ-MnFe合金降温过程的内耗和模量性质.实验结果显示,从高温到低温内耗表现有3个峰;第1个峰在磁转变温度附近;第2个峰出现在马氏体相变温度附近;第3个峰出现在0℃以下.分析表明,第1个峰与应力下磁畴移动有关;第2个峰是fcc及fct相界面运动引起的;第3个峰与{101}孪晶界的驰豫过程有关.在不同的温度和成分范围内讨论了两个相变的耦合作用.     

新型锂离子导体Li5.3La2.7Ba0.3Ta2O12的内耗研究

采用低频内耗仪强迫振动方法测量了锂离子导体Li5.3La2.7Ba0.3Ta2O12在升温过程中的内耗并结合晶体结构分析其形成机制。结果表明:在Li5.3La2.7Ba0.3Ta2O12中出现了两个明显的内耗峰,其弛豫元之间存在相互作用,由德拜模型拟合得到锂离子扩散的激活能和指前因子分别为1.1—1.2 eV和10-18—10-21 s;利用耦合模型对其处理得到锂离子弛豫参数分别为0.54—0.57 eV和10-16—10-15 s,后者和点缺陷扩散的指前因子的范围10-14-10-13 s更为接近,可见耦合模型对Li5.3 La2.7Ba0.3Ta2O12锂离子导体中锂离子扩散的描述更为恰当。结合晶体结构的特征分析可得,这两个内耗峰源自于锂离子在八面体和四面体之间扩散或者八面体和八面体之间扩散。     

热弹性马氏体相变弛豫特性的研究

文章研究了Cu-Al-Ni-Mn-Ti合金热弹性马氏体相变的弛豫特性.实验结果表明,母相的本征内耗随振动频率的降低而衰减,在某一临界频率下出现内耗峰.随着等温测量温度的降低,内耗峰的峰高增加,峰位降低,这说明马氏体相变前母相内部已经发生了预相变,该弛豫应归结为滞弹性弛豫.当升温速率为0.25～3.80℃/min时,滞弹...     

La0.7Ca0.3MnO3多晶陶瓷相变行为的力学研究

对La0.7Ca0.3MnO3多晶陶瓷样品进行了力学性能和热学性能研究.内耗测量结果表明,样品在Tc附近存在一个尖锐的损耗峰,该峰与材料的铁磁顺磁相变有关.差示扫描量热分析结果也显示样品在居里温度附近存在一吸热峰.在升温和降温过程中,该内耗峰出现较大的热滞后及铁磁相变,并伴有一定的相变潜热,表明La0.7Ca0.3MnO3多晶陶瓷样品中的铁磁顺磁相变可能为一级相变.