Дислокационные механизмы низкотемпературного внутреннего трения в наноструктурных материалах

Abstract

Разработан метод статистического описания дислокационной составляющей низкотемпературного внутреннего трения в наноструктурных материалах. Этим термином обозначены ультрамелкозернистые поликристаллы с большими плотностями внутризеренных и зернограничных дислокаций, линии которых разделены на фрагменты нанометрового масштаба (дислокационные релаксаторы) со случайными геометрическими и энергетическими характеристиками. Рассмотрено резонансное взаимодействие упругих колебаний с термически активированными возбуждениями таких релаксаторов и проанализированы обусловленные ими пики на температурной зависимости внутреннего трения. Показано, что в условиях низких температур форма пиков и область их локализации на температурной оси определяется в значительной мере дисперсией энергии активации релаксаторов. Сформулирован алгоритм анализа пиков внутреннего трения, зарегистрированных в эксперименте, который позволяет идентифицировать физическую модель соответствующего релаксатора и получить эмпирические оценки его параметров.

Розроблено метод статистичного опису дислокаційної складової низькотемпературного внутрішнього тертя у наноструктурних матеріалах. Цим терміном позначено ультрадрібнозернисті полікристали з великою густиною внутрішньозернових і зернограничних дислокацій, лінії яких розділені на фрагменти нанометрового масштабу (дислокаційні релаксатори) з випадковими геометричними та енергетичними характеристиками. Розглянуто резонансну взаємодію пружних коливань з термічно активованими збудженнями таких релаксаторів та проаналізовано обумовлені ними піки на температурній залежності внутрішнього тертя. Показано, що в умовах низьких температур форма піків та область їх локалізації на осі температур значною мірою визначаються дисперсією енергії активації релаксаторів. Сформульовано алгоритм аналізу піків внутрішнього тертя, які реєструються в експерименті, котрий дозволяє ідентифікувати фізичну модель відповідного релаксатора і одержати емпіричні оцінки його параметрів.

The method of statistical description of the dislocation component of the low-temperature internal friction in nanostructured material has been developed. The resonant interaction of elastic oscillations with thermally activated excitations of relaxators has been considered. It is shown that at low temperatures the peak shape and its localization on the temperature axis is determined essentially by the dispersion of the activation energy of the relaxators. The algorithm of analysis of the experimental peaks of internal friction has been formulated. This algorithm allows the identification of physical model of the corresponding relaxators and enables to receive the empirical estimates for the parameters of oscillators.