Методы механической релаксации (Эффект Горского. Эффект Снука).

Методы механической релаксации

Переориентация анизотропных упругих диполей во внешнем поле деформаций приводит к появлению неупругой релаксации (эффект Снука). Если дефекты обладают высокой подвижностью, как, например, Н в металлах, то возникает диффузионная релаксация в условиях градиента деформации (эффект Горского).Для Н в ОЦК металлах, по-видимому, выполняются все условия, необходимые для наблюдения этих релаксационных процессов.

Эффект Горского применяется главным образом для прецизионных измерений коэффициента диффузии. Существует еще одна наблюдаемая величина - установившаяся неупругая деформация e^a. Эта величина, нормированная на величину упругой внешней деформации e^е, носит название релаксационной силы De = e^a/e^е. При малой концентрации Н она определяется выражением.

Здесь WG – зависящий от ориентации множитель, который содержит упругие модули и направляющие косинусы; kB–постоянная Больцмана; Т–температура; S11–коэффициент упругой податливости.

Эффект Снука. Если приложить одноосное напряжение, например, вдоль одной из главных осей кристалла, то будет наблюдаться зависящее от времени упорядочение анизотропных упругих диполей. Эта неупругая релаксация пропорциональна (l₁-l₂) или А - В для тетрагонального поля деформаций.

Тщательные измерения эффекта Снука в сплавах Ме-Н дали неожиданно малое значение l₁-l₂, которое практически лежало в пределах погрешностей эксперимента. 2. Экспериментальные результаты (ниобий, тантал, ванадий, палладий и другие металлы и металлические сплавы).

Рис.2.5. (лев) Зависимость относительного изменения объема DV/V от концентрации в системе ниобий-водород. 1¸7 – данные различных исследований

Рис.2.7. (прав) Зависимость относительного изменения длины DL/Lo ванадия от концентрации водорода и дейтерия в a- фазе

Рис.2.8. (лев) Зависимость относительного изменения объема DV/V в системе ванадий-водород. 1¸4 – данные различных исследований

Рис.2.9. (прав) Зависимость относительного изменения объема DV/V в системе палладий-водород. 1¸5 – данные различных исследований

Рис.2.10. (лев) Зависимость относительного изменения длины DL/Lo от концентрации водорода и дейтерия в сплавеPd0,9Ag0,1

Рис.2.2. (прав) Зависимость относительного изменения постоянной решетки Da/a от концентрации при растворении водорода и дейтерия в тантале

Рис.2.4.

Рис.2.12. (лев) Зависимость изменения объема DV от концентрации с водорода для ряда различных ГЦК сплавов никель – марганец в однофазной области (25 °С). Рис.2.11. (прав) Зависимость изменения объема DV от концентрации с водорода для ряда ГЦК металлов и сплавов в однофазной области (25 °С). 1 – палладий; 2 – никель; 3 – иридий-палладий; 4 – золото-палладий; 5 – серебро-палладий; 6 – платина-палладий; 7 – медь-палладий; 8 – медь-никель

Данные по относительному изменению объема при растворении Н в целом ряде ГЦК металлов и сплавов показаны на рис. 2.11 и 2.12. Наклон экспериментальной прямой имеет одну и ту же величину для самых разных металлов и сплавов и соответствует значению Dv/с = 11,5 A³ при 0 £ с £ 0,7. Этот неожиданный результат означает, что при добавлении одного атома Н объема кристалла изменяется на величину Dv = 2,9 A³ независимо от материала. Объяснения этого единого «размера» атома Н в самых разных материалах пока нет. 1.