Cтраница 1
Зинеровская релаксация относится к явлениям неупругости металлов и впервые была исследована Зине-ром [2] в альфа-латуни и позднее обнаружена во многих других сплавах замещения. [1]
Зинеровская релаксация очень Чувствительна к состоянию упорядоченности сплава [7]; с появлением дальнего порядка степень релаксации уменьшается и в упорядоченных сплавах точно стехиометричеокого состава она должна отсутствовать. И действительно, для сплава PdAg44, близкого по составу к AgaPd3 [8], не наблюдается релаксационного максимума в районе температур 460 - 500 С. [2]
Определение скорости зинеровской релаксации может быть использовано для изучения атомной подвижности в сплавах и, таким образом, даст возможность следить за отжигом неравновесных вакансий. Большая чувствительность этого метода дает возможность сначала изучить отжиг при небольших концентрациях сверхравновесных вакансий и, таким образом, исключить ложные эффекты за счет отжига скоплений вакансий, изменения концентрации стоков и закалочных напряжений. Кроме того, этот метод может быть использован для измерения энергии образования и энергии активации миграции вакансий. [3]
Недавно исследования зинеровской релаксации в закаленных сплавах были дополнены изучениями электросопротивления в закаленных чистых металлах. В обоих случаях имелась очень высокая ( 105 и более) степень пересыщения вакансий. Настоящее исследование зинеровской релаксации, проводимое с целью наблюдения отжига при малом пересыщении вакансий ( меньше 10), имеет свои преимущества. Как будет показано позже, сначала можно изучить отжиг вакансий в простейшей форме - при наименьших осложнениях, обусловленных присутствием дивакансий и изменением концентрации стоков или их эффективности. При этом можно следить за отжигом вакансий на последней стадии, что невозможно сделать с помощью других методов. [4]
Так как скорость зинеровской релаксации пропорциональна скорости миграции и концентрации вакансий, то для нахождения энергии образования EF и энергии активации движения Ем вакансий может быть использовано определение скорости релаксации в закаленном металле. Такие эксперименты справедливы только, тогда, когда концентрация вакансий изменяется незначительно как во время закалки, так и при температуре отжига, так чтобы можно было провести экстраполяцию на нулевое время отжига. Эти условия были выполнены Берри [10] при изучении закаленного альфа-сплава, Ag-Zn. Берри проводил закалку с температуры 200 С или ниже и отжиг приблизительно при 125 С, в результате чего была получена низкая концентрация сверхравновесных вакансий, что позволило избежать осложнений, обусловленных дивакансиямй. [5]
В ранних работах было установлено, что зинеровская релаксация характеризуется не одним временем релаксации, а Набором времен релаксации. Это затрудняет анализ кривых релаксации, особенно тогда, когда концентрация вакансий и, следовательно, спектр времен релаксации зависят от времени. Для описания этого спектра пользуются несколькими средними временами релаксации. Так как метод анализа очень важен для получения правильных результатов, то некоторые из средних времен релаксации будут обсуждены подробно. [6]
С - соответственно частота перехода атомов и концентрация вакансий в атомных процентах; а - константа порядка единицы и равна отношению скорости зинеровской релаксации к средней скорости атомного перехода. Обобщенность уравнения ( 1) заключается в том, что оно описывает скорость релаксации во всех сплавах как для равновесной, так и для сверхр. [7]
Прежде всего следует отметить работу Новика по неупругости [1], которая послужила доказательством существования избыточных вакансий в закаленных альфа-сплавах Ag - Zn. Изучение зинеровской релаксации дополняет наши представления о процессах возникновения и исчезновения вакансий. [8]
Для сплавов, проявляющих зинеровскую релаксацию, внутреннее трение имеет максимум при от 1, когда внутреннее трение изменяется в зависимости от температуры или частоты. [9]
Ем может быть использован метод выдержек перед снятием кривых ползучести [25], Было снято большое количество кривых ползучести с задержками для различных закалок и режимов отжига. Типичная серия таких кривых приведена на рис. 3 при закалке от 0 до 30 С. Энергия активации зинеровской релаксации для этого сплава равна 17 7 ккал / моль. При экстраполяции кривых ползучести, представленных на рис. 3 к нулевому времени отжига значения для EF и Вм получаются соответственно 7 2 и 10 5 ккал / моль. Чрезвычайно низкое значение отношения EF / ( EF EU), приблизительно равное 0 40, может быть частично обусловлено проходящим процессом упорядочения с образованием CdsMg, который был обнаружен в этом сплаве в исследуемой области температур. Несомненно, что в скором времени будут проведены эксперименты по определению энергии образования и энергии активации миграции вакансий в разупорядо-ченных гекс. [10]
Недавно исследования зинеровской релаксации в закаленных сплавах были дополнены изучениями электросопротивления в закаленных чистых металлах. В обоих случаях имелась очень высокая ( 105 и более) степень пересыщения вакансий. Настоящее исследование зинеровской релаксации, проводимое с целью наблюдения отжига при малом пересыщении вакансий ( меньше 10), имеет свои преимущества. Как будет показано позже, сначала можно изучить отжиг вакансий в простейшей форме - при наименьших осложнениях, обусловленных присутствием дивакансий и изменением концентрации стоков или их эффективности. При этом можно следить за отжигом вакансий на последней стадии, что невозможно сделать с помощью других методов. [11]
Метод с использованием точки перегиба невыгоден тем, что для получения всех величин т необходимо иметь почти полные кривые ползучести или упругого последействия. Вероятно, более правильные значения т можно получить из анализа, который предполагает определенную форму спектра времен релаксации. Так называемая логарифмически нормальная форма распределения, предложенная Новиком и Берри [6, 7], обладает важным достоинством в том отношении, что она выбрана на основании приемлемой физической модели. При логарифмически нормальном распределении предполагается, что интенсивность релаксации имеет гауссовское распределение в зависимости от логарифма времени около наиболее вероятного времени релаксации тт. Новик и Берри показали, что эта форма распределения точно соответствует данным по зинеровской релаксации для сплавов Ag-Zn. Так как для исследованных сплавов ширина релаксационного спектра относительно узка, то в пределах точности эксперимента опытным данным соответствуют и другие спектры времен релаксации. Единственным дополнительным параметром, введенным в логарифмически нормальное распределение времен релаксации, является величина р - полуширин-а спектра в точке, соответствующей 1 / е максимальной его величины. Эта функциональная зависимость была табулирована [6] так, что если известно [ 3, то тт может быть легко получена из опытов по релаксации. Этот метод анализа был успешно использован для нахождения временной зависимости тт [8], Для справедливости этого метода необходимо, чтобы форма спектра времен релаксации оставалась постоянной при изменении тт со временем, Таким образом, этот метод применим только тогда, когда отклонение от равновесия невелико так, что в металле имеется небольшой градиент концентрации вакансий. [12]
Изучены температурные зависимости внутреннего трения Q - l ( T) палладия и его сплавов с серебром. На политермах Q - l ( T) сплавов обнаружены релаксационные пики при температурах 450 - 500 С. Оценены энергии активации этих релаксационных процессов. Показано, что для сплавов палладия с серебром ( до 20 ат. Ag) величина максимума Q - l ( T) при Tzz46Q - 500 С пропорциональна квадрату концентрации второго компонента и зависит от предварительной термообработки сплава. Согласно этим признакам наблюдаемая релаксация, возможно, является Зинеровской релаксацией и связана с образованием направленного ближнего порядка в этих сплавах. [13]