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 e_pl=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<Т_с=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_0с 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_0с. Этим ниобий отличается от высокочистых монокристаллов железа [1] и молибдена [2], для которых зарегистрировано уменьшение e_0с при деформировании. В условиях линейной релаксации e₀<e_0с 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 d_Н(e₀)= d(e₀>e_0с) - d(e₀<e_0с) при d_Н=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.