Корзникова Е. А

АНАЛИЗ ВКЛАДОВ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ДЕФЕКТОВ В ЭЛЕКТРО- СОПРОТИВЛЕНИЕ СУБМИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО НИКЕЛЯ

Институт проблем сверхпластичности металлов РАН, Уфа, Россия

[e-mail]

Метод измерения электросопротивления при криогенных температурах явля- ется одним из наиболее точных и распространенных методов исследования термо- стабильности металлов после деформационного воздействия. Кроме того, он может применяться и для определения вкладов различных типов дефектов в дефектную структуру материала. Разделение вкладов может производиться как с учетом раз- личных интервалов температур отжига для разных типов дефектов, так и с привле- чением других методов анализа в случае, если отжиг различных дефектов проис- ходит одновременно.

В данной работе методом резистометрии при температуре жидкого гелия бы- ли исследованы образцы чистого никеля деформированного кручением под высо- ким квазигидростатическим давлением. Степень деформации составила γ = 1–120, γ = 2π rN / d, где γ – степень сдвиговой деформации, N – число оборотов, r – средний радиус, d – толщина образца. Величина давления – 4 ГПа. Измерения после изо- хронных отжигов, интервал температур отжига 50–350 °C с шагом 25 °C. Зависи- мости электросопротивления от температуры имеют вид обычной s-кривой. Наи- более интенсивное падение наблюдается в интервале температур 250–300 °С для γ

≈ 2,3 и 175–250 °С для γ ≈ 11–48. Полученные значения электросопротивления со- гласно правилу аддитивности были представлены как сумма вкладов от сопротив- ления идеально кристалла, сопротивления границ зерен, сопротивления дислока- ций и сопротивления точечных дефектов. Вклад сопротивления границ зерен был рассчитан исходя из значений удельного сопротивления границ зерен и общей площади границ зерен в единице объема образца. Для расчета удельного сопротив- ления границ зерен образцы никеля 99,998% чистоты отжигали при температурах 300,400,600,800 °С в течение 30 минут, после чего производили структурную атте- стацию. Вклад границ зерен в общее электросопротивление для всех степеней де- формации составил не более 10%. Вклад дислокаций в сопротивление определяли как плотность дислокаций (рассчитанная из уширения рентгеновских пиков) на удельное сопротивление единицы длины дислокации. В работе [1] показано, что более 95% рассеяния электронов происходит на ядрах дислокаций, что подтвер- ждает правомерность такого подхода. Отжиг точечных дефектов в никеле после интенсивной деформации происходит в интервале температур. Падение электросо- противления в интервале температур 50–150 °С [2] было отнесено к отжигу от- дельных точечных дефектов. Разница между общей величиной электосопротивле- ния и суммы вышеописанных вкладов была отнесена к вкладу еще одного типа де- фектов – вакансионных комплексов [2]. В целом, метод резистометрии при крио- генных температурах в комбинации с другими методами позволяет выделить вкла- ды различных типов дефектов в дефектную структуру материала, а также наблю- дать кинетику их изменения при увеличении степени деформации.

1. Watts B.R. // Dislocation in Solids /— Amsterdam: Elsevier, 1989. — V. 8

2. D.Setman, E. Schafler, E. Korznikova, M. Zehetbauer. // Materials Science and Engineering: A, 2008, V. 493, Issues 1-2, P 116-122

Дата добавления: 2017-01-14