刃型位错偶极子的内部振动

文摘

的位错偶极子共振频率的振动疲劳联邦通讯委员会的金属被发现,而高,在100 GHz。因为高的超声衰减GHz范围,这些退化的自振的贡献只在薄层偶极结构可以预期。

1。介绍

形成一个高密度的刃型位错偶极环在晶体材料的塑性变形,尤其是循环载荷作用下(1- - - - - -3]。在变形过程中,循环集群成为主要构建块的偶极形变显微组织(缠结、静脉、偶极墙)。棱镜偶极环的大小通常是10 nm的顺序(镍晶体在室温下变形周期性的循环平均高度是4海里,平均长度为60 nm (2,3])。影响聚类的速度的主要因素,因此降解过程,通过漂移系数表达的循环流动。原则上,这个系数可以减少循环的内部振动,在类比温度升高的影响。有实验证据表明,更高的温度加速聚类过程(4]。

在这个报告中,小型内部振动滑架的两个长弹性位错交互手臂形成偶极子将作为强迫振动研究由于外部剪切应力振荡。阻尼的影响也将简要地讨论了。这种方法类似于两个泛音振动的研究形成了一个分裂的位错在联邦通讯委员会的金属5)和内部的振动螺旋混乱的核心b.c.c.金属模型由四个泛音在[6]。

2。强迫振动

刃型位错偶极子的位错线z方向(图1)是由位错的滑移面汉堡向量的长度在在滑移面方向和位错2与汉堡向量。长度l偶极子的z比偶极子方向将承担更大的高度h。在偶极子的均衡配置,和,滑动平面的零组件(6]。组件的力的方向垂直于飞机,这可能引起混乱的攀爬,不会被考虑。

为改变立场x和,相互作用力从位错1等于2从1在2。的应力分量刃型位错躺在设在是众所周知的6),,在那里G剪切模量和吗 泊松比,流离失所的混乱(部队将在单元长度的混乱), 在哪里

只有振动对称的中央- z飞机将被视为(可能是称为光学模式),所以。从平衡位置错位1的偏差将表示为,所以偶极子的宽度是(图1)。对于小的偏差,减少强迫振动的方程,方程的标准线性无阻尼振子。为外部剪切应力振荡,运动方程读取如下: 振幅一个谐波的解决方案是 小偏差的假设是违反当外部振荡的频率ω自振频率的方法: 在过去的有效质量方程单位长度的位错可以估计7],在那里ρ质量密度。例如,对于铜、平均绩点,,海里,公斤/米³(3),它是。因此,对于典型的偶极环高度的期望值,海里,圆形self-frequencies非常高,,也就是说,ω_年代在100 GHz的范围,也就是说,频率f在10 GHz。

3所示。强迫振动与阻尼

阻尼减小振幅伴随着相移。的主要部分可以采用阻尼力与位错速度成正比,(5),R阻尼常数。运动方程的修改 与解决方案在哪里B阻尼振动的振幅和吗α相移, 阻尼常数的值据估计在铝和铅等金属5)的订单(估计对应温度独立电子阻尼,更高的温度R由于声子增加阻尼)。振幅B达到最大的然而,作为,我们有和。对于线性化模型的有效性,振动小,也就是说,,因此。

4所示。讨论

据估计,一个典型的流动循环偶极近似的偶极子边缘高度~10 nm可以通过超声波促进100 GHz的频率范围。商业设备使用10 GHz频率,使用专用设备,超声波频率600 GHz达成薄箔(7]。主要问题是一个强大的衰减在更高的频率增加,特别是在金属。因此,超声波在GHz范围的影响位错偶极子的振动可以达成原则上,然而,只有在薄标本;例如,在疲劳标本暴露GHz超声波,可以加速退化过程。据我们所知,没有这样的实验已经完成,作为一个验证这种效应似乎是相当困难的。位错偶极子的贡献对超声波的畸变进行了分析和测量8]在5 MHz频率,远低于谐振频率估计在目前的注意。

承认

本研究支持了格兰特VZ-M太840770021。

引用

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4. j . Bretschneider c Holste, b . Tippelt”循环塑性镍单晶在升高的温度下,“Acta Materialia,45卷,不。9日,第3783 - 3775页,1997年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
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8. j·h·卡佩尔和w·t·约斯特“非线性超声疲劳微观结构的表征,国际期刊的疲劳补充1卷。23日,第490 - 487页,2001年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索

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