PDF《$ % 合金固—液转变过程的内耗行为 ！》

! # $ %合金固―液转变过程的内耗行为! 梁云峰 水嘉鹏 陈刚朱震刚 (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, 合肥 ! # # $ ) 国家自然科学基金 (批准号: $ % &

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) 及中国科学院 九五 基础研究重大项目基金 (批准号: * + , % - ! , + $ , ( $ ! ) 资助的课题.

( $ % % %年%月! !日收到;

$ % % %年$ #月! !日收到修改稿) 在连续升温过程中, 测量了/

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1 2合金的内耗. 实验发现: 在共晶成分范围内, 伴随着/

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1 2合金的固―液转 变, 内耗值出现突然下降. 内耗值的下降幅度与/

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1 2合金成分有关. 固―液转变过程中的内耗是由材料结构变化 或弛豫时间变化引起的. 关键词:内耗,固―液转变, /

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1 2合金 ! &

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4 $ 引言自$ % ( &

年5

6 2

6 7提出滞弹性概念 [ $ ] 以来, 内耗 领域的研究得到了迅速发展, 在固体材料机械振动 能吸收谱的研究中发挥了很大的作用, 一些内耗峰, 如点缺陷引起的1

2 8

6 9峰[$]机制, 已经基本认识清 楚, 人们可以根据内耗测量的结果, 推断材料内部的 结构和结构变化. 最近几年人们又将研究领域扩展 到液态物理领域, 现在已经能够根据内耗测量的结 果推知液体的粘滞系数及结构因子 [ ! ] . 随着内耗技 术的发展, 研究人员着手研制了固态和液态材料的 机械振动能吸收谱仪. 新近, 陈刚首次用双材料试样 方法 [ ] 测量了向列相液晶、 纯铝等材料的液―固及 固―液转变过程中的内耗行为. 在液―固转变领域 中, 由于液态材料微观结构的特殊性, 诸多研究得出 的物性与结构不甚全面, 内耗测量结果的引入丰富 了这一内容, 将给液态的结构和结构变化提供某些 定性、 定量的信息;

同时, 固―液转变过程中的一些 信息对深入研究内耗理论将提供有力的证据. 为了 进一步研究固―液转变及材料的内耗行为, 本文采 用双材料试样方法, 对/

0 ,

1 2合金固―液转变时的 内耗行为进行了研究. ! 实验条件 合金液―固或固―液转变过程的内耗测量是通 过测量双材料试样的内耗实现的. 双材料试样的结 构如图$所示. 试样由内部和外部材料组成, 内、 外 部材料的选择应使得在升、 降温过程中, 内部材料将 图$ 双材料试样的截面示意图 发生固―液转变, 而外部材料始终保持为固体, 且在 升降温过程中外部材料的内耗变化较平稳. 在本实 验中, 外部材料选择为不锈钢管 (外径为# : %;

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, 内 径为# : '

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) , 内部材料为不同组分的/

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1 2合金. /

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1 2合金的相图 [ ( ] 如图!所示, 选择的组分位于 相图的点! 和点 之间, 这样组分的材料在高温为 无限互溶液体;

当温度下降到$ &

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1 8 K . 几部分组成! 试样的位置如图 所示, 固定在摆杆下 端! 实验是在真空环境下进行的! 根据水嘉鹏等人的 研究 [ # ] , 为减小悬线对实验内耗值的影响, 悬线的 选择应满足以下几个条件: $ )内耗小;