НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЕ АМПЛИТУДНО-ЗАВИСИМОЕ ВНУТРЕННЕЕ ТРЕНИЕ В МОНОКРИСТАЛЛАХ ВЫСОКОЧИСТОГО НИОБИЯ

 

Семеренко Ю.А., Нацик В.Д., Паль-Валь П.П., Паль-Валь Л.Н.

 

ФТИНТ им. Б.И.Веркина НАН Украины, пр. Ленина, 47, 61103  Харьков, Украина

 

Методом двойного составного вибратора (частота продольных колебаний @ 88кГц,  амплитуда ультразвуковой деформации 5·10-9<e0<7·10-5) экспериментально изучено нелинейное  внутреннее трение в монокристаллах высокочистого ниобия. В интервале температур 3<T<300 К измерялись амплитудные зависи­мости декремента колебаний d(e0) и динамического модуля Юнга Е(e0).

Изучаемые образцы имели величину приведенного остаточ­ного электросопротивления RRR ºR300 /R0 10000, исходную плотность ростовых дислокаций ~105¸106. Изучались как недеформированные, так и деформированные на epl=0.6% образцы.

 Обнаружено, что в интервале температур T<25 К при изученных амплитудах ультразвуковой деформации как в деформированном так и в недеформированном образце  амплитудные зависимости практически отсутствуют. При T<Тс=9.3 К сверхпроводящий переход, осуществляемый с помощью магнитного поля, понижает декремент колебаний и модуль упругости. Предварительная пластическая деформация образца приводит к уменьшению декремента колебаний и модуля упругости как в нормальном, так и в сверхпроводящем состояниях. При более высоких температурах 25<T<185 К акустическая релаксация приобретает нелинейный характер, т.е. существует критическая амплитуда звука e выше которой на зависимостях декремента колебаний d(e0) и дефекта модуля упругости Е(e0) наблюдаются хорошо выраженные амплитудно-зависимые участки, (переходящие друг в друга при изменении масштаба e0. Пластическая деформация приводит к увеличению значений критической амплитуды акустической деформации e. Этим ниобий отличается от высокочистых монокристаллов железа [1] и молибдена [2], для которых зарегистрировано уменьшение e при деформировании. В условиях линейной релаксации e0<e рост температуры сопровождается повышением затухания звука и уменьшением модуля упругости как для исходных, так и для предварительно деформированных образцов.

Предложенный в работе [3] алгоритм анализа сечений амплитудно зависимой части декремента dН(e0)= d(e0>e) - d(e0<e) при dН=const и T=const позволил оценить энергию связи дислокации с точками закрепления, которая оказалась »0.24 эв (в предположении, что период основных  колебаний дислокационного сегмента имеет величину порядка 10-10 с [1]). Для установления адекватности полученных экспериментальных данных той или иной теории амплитудно зависимого дислокационного поглощения была исследована зависимость параметра как от температуры и амплитуды деформации, так и от предварительной пластической деформации (зависимость параметра  от амплитуды колебаний и пластической деформации была зарегистрирована ранее в работе [1]).

Результаты обсуждаются в рамках существующих теорий дислокационного акустического гистерезиса.

 

Список литературы

1.        Паль-Валь П.П. // ФНТ. 1999. Т.25. С.83.

2.        Паль-Валь П.П., Кауфманн Х.-Й., Старцев В.И. // ФТТ. 1985. Т.27. С.852.

3.        Indenbom V.L. and Chernov V.M. // Phys. Stat. Sol. (а). 1972. V.14. P.347.