Гибридная модель аномальной температурной зависимости модуля сдвига меди, вызванной интенсивной пластической деформацией
Н. В. Токий, А. Н. Пилипенко, В. В. Токий
Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина НАН Украины, ул. Р. Люксембург, 72, 83114 Донецк, Украина
Получена: 11.11.2013; окончательный вариант - 09.07.2014. Скачать: PDF
Исследованы образцы, приготовленные из горячепрессованных прутков меди чистотой M0б, обработанных по оригинальной технологии с использованием гидроэкструзии и волочения. С помощью автоматизированной системы релаксационной спектроскопии, которая работает по принципу обратного крутильного маятника на проволочном образце, измерен модуль сдвига в режиме свободно затухающих крутильных колебаний в диапазонах частот $f = 48–60$ Гц и температур 293–736 К. Представлены результаты измерения изменений упругих свойств для двух циклов нагрев– охлаждение со скоростью изменения температуры при нагреве 2 К/мин. Исследовано изменение параметров, контролирующих вклады в упругие модули, на основе рентгеноструктурного анализа. Рентгеновская интерференционная картина представляет собой наложение независимых $K_{\alpha_{1}}$-, $K_{\alpha_{2}}$-кривых; поэтому при анализе результатов съёмки в характеристическом излучении внесена методом Речингера поправка на дублетность спектральной линии, необходимая для правильного выбора аппроксимирующей функции. Для установления физической природы уширения линий в этой работе использовали метод, позволяющий по анализу профиля псевдо-Фойгта одной линии определить средний размер областей когерентного рассеяния и среднеквадратичную деформацию решётки. Приведены количественные данные рентгеноструктурного анализа в направлениях 100 и 111 до и после первого цикла нагрева–охлаждения по среднему размеру областей когерентного рассеяния, а, следовательно, размеру зёрен (кристаллитов), средней деформации и средней плотности дислокаций. Выполнено сравнение экспериментальных результатов и оценок вкладов в изменение упругих свойств трёх традиционных физических механизмов (упругие модули границы, внутренние напряжения и решёточные дислокации). В рамках этих механизмов проведены количественные оценки относительного изменения модуля сдвига до и после первого цикла нагрева–охлаждения, основанные на рентгеноструктурном анализе в направлениях 100 и 111. Обсуждается возможность применения новой двухкомпонентной модели однофазного гибридного материала для объяснения аномальной температурной зависимости упругих модулей меди с субмикрокристаллической структурой. Приведены данные для объёмных долей компонентов, ориентированных в направлениях 100 и 111. В частности, представлены изменения со временем этих объёмных долей.
Ключевые слова: модуль сдвига, кинетика долей компонентов, субмикрокристаллическая медь, гибридная модель, рентгеноструктурный анализ.
URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v36/i08/1129.html
PACS: 61.72.Dd, 61.72.Mm, 62.20.de, 62.23.Pq, 81.07.Bc, 81.20.Hy, 83.50.Uv