Badanie ujawniło związek pomiędzy relaksacją Zenera

Wywołana naprężeniem reorientacja defektów o niskiej symetrii w wyniku wymiany par atomów może prowadzić do szczytu tarcia wewnętrznego, relaksacji Zenera. Jest to jedna z najbardziej reprezentatywnych relaksacji defektów punktowych w metalu.

Niedawno badacze z Instytutu Fizyki Ciała Stałego i Instytutów Nauk Fizycznych Hefei Chińskiej Akademii Nauk ujawnili, że sprzeczna z intuicją relaksacja Zenera w sześciennych kryształach Fe-Ga (BCC) skupionych wokół ciała wynika głównie z reorientacji drugiej fazy wywołanej naprężeniem najbliższe pary atomów Ga-Ga.

Odpowiedni wynik publikowany jest w Działaj materialnie.

Stopy Fe-Ga mają ogromny potencjał aplikacyjny w dziedzinie siłowników, czujników i tłumienia mikrowibracji. Jednakże zwężenie magnetyczne i zdolność tłumienia stopów Fe-Ga są ściśle powiązane z zajęciem atomów Ga, dlatego określenie i ocena zajętości atomów Ga stała się głównym wyzwaniem w badaniach stopów Fe-Ga. Technika tarcia wewnętrznego (IF) jest wrażliwa na relaksację defektów wewnętrznych, dlatego oczekuje się, że rozwiąże problem oceny zajęcia atomów Ga techniką IF i dostarczy wskazówek dotyczących poprawy właściwości stopu Fe-Ga.

W ramach tego badania zespołowi udało się wyhodować wielkoformatowe monokryształy FeGa i przygotować monokrystaliczne stopy binarne FeGa o różnych współczynnikach orientacji. Badanie porównawcze zachowania IF multikryształów i monokryształów FeGa potwierdziło, że pik relaksacji w pobliżu 450 ° C pochodzi z zachowania relaksacji Zenera wewnątrz ziaren. Zaobserwowano, że wysokość piku relaksacji Zenera netto wzrasta wraz ze współczynnikiem orientacji monokryształów.

Dalsza analiza wykazała, że ​​siła relaksacji komórek BCC o różnych konfiguracjach par atomów była różna. Konfiguracja trójkątna i prosta wykazywała spadek siły relaksacji wraz ze wzrostem współczynników orientacji, natomiast konfiguracja czworoboczna wykazywała tendencję odwrotną. Relaksacja Zenera w monokryształach FeGa na bazie BCC wynikała głównie z udziału par substancji rozpuszczonych drugiego najbliższego sąsiada, a nie par pierwszego najbliższego sąsiada, jak wcześniej sądzono. Stwierdzono, że energia aktywacji relaksacji dla monokryształów Fe-17% at. Ga wynosi około 1,8 eV, czyli jest niższa niż energia mierzona w materiałach polikrystalicznych.

Ponadto na podstawie analizy struktury elektronowej i analizy naprężeń ustalono dodatni związek między siłą relaksacji Zenera a magnetycznym współczynnikiem kurczliwości.

W artykule skorygowano rozumienie relaksacji Zenera w stopach BCC, które ma zastosowanie do innych stopów BCC w roztworze stałym. Ponadto pokazuje potencjał eksperymentów Zenera w analizie kolejności substancji rozpuszczonej, stopnia uporządkowania i zajęcia atomów substancji rozpuszczonej w różnych stopach.