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The internal friction of aluminum single crystals as a function of temperature

1956; University of Toronto Press; Volume: 4; Issue: 1 Linguagem: Inglês

10.1016/0001-6160(56)90113-4

1878-0768

H.K. Birnbaum, M. Levy,

Aluminum Alloys Composites Properties

The variation with temperature of the internal friction of aluminum single crystals was studied. In the temperature range, 77°K to 350°K, the decrement of undeformed crystals exhibited only a slight dependence on temperature. Some results were obtained which indicated that deformation and rapid cooling to 77°K resulted in a relaxation peak at about 100°K, as reported by Bordoni. In the temperature range, 350°K to 450°K, as-grown crystals exhibited what appeared to be discontinuous increases and decreases of decrement with temperature and which appeared to be associated with the presence of an unstable disclocation configuration. An exponential dependence of decrement on temperature was observed in the temperature range 450°K to 650°K. An explanation of this behavior based on the formation of jogs at dislocation intersections is put forth. As predicted by the theory, variations of the activation energy for the exponential dependence with cold work and annealing are experimentally observed. The activation energy to form a jog at intersecting dislocations is calculated, and found to be about 17,000 cal/mole. En fonction de la température, le frottement interne a été étudié pour des monocristaux d'aluminium. Entre 77°K et 350°K, le décrément des cristaux non déformés ne dépend que peu de la température. Certains résultats indiquent que la déformation et le refroidissement rapide à 77°K provoquent un maximum vers 100°, comme l'a indiqué Bordoni. Dans l'intervalle 350–450°K, les cristaux “as grown” présentent une modification discontinue du décrément qui semble associée à des répartitions instables de dislocations. Entre 450 et 650°K, le décrément présente une variation exponentionnelle avec la température et il est proposé d'expliquer ce comportement par la formation de “jog,” lors de l'intersection de dislocations. Des variations de l'énergie d'activation dans ce domaine ont été expérimentalement observées par écrouissage et recuit comme le prédit la théorie. L'énergie d'activation, pour former un “jog,” serait de l'ordre de 17.000 cal/mol. Die innere Reibung von Aluminium Einkristallen wurde in Abhängigkeit von der Temperatur untersucht. Im Temperaturbereich von 77 bis 350°K zeigte die Reibungsabnahme unverformter Kristalle nur eine geringe Temperaturabhängigkeit. Einige Untersuchungsergebnisse zeigten, dass Verformung und rasche Abkühlung auf 77°K zu einem Relaxationsmaximum bei ungefähr 100°K führen, wie auch von Bordoni mitgeteilt wurde. Im Temperaturbereich von 350 bis 450°K traten bei unbehandelten (“as grown”) Kristallen anscheinend Unstetigkeiten in den Kurven der Reibungsabnahme in Abhängigkeit von der Temperatur auf, die wahrscheinlich mit einer instabilen Versetzungskonfiguration im Zusammenhang stehen. Eine exponentielle Abhängigkeit der Reibungsabnahme von der Temperatur wurde im Temperaturbereich von 450 bis 650°K beobachtet. Eine Deutung dieses Verhaltens, die auf der Bildung von Sprüngen an Schnittpunkten von Versetzungen aufbaut, wird näher ausgeführt. Wie von der Theorie vorausgesagt, wurden experimentell Änderungen der Aktivierungsenergie für die exponentielle Abhängigkeit von der Kaltverformung und dem Anlassen festgestellt. Die Aktivierungsenergie, die zur Bildung eines Sprunges am Schnittpunkt von Versetzungen erforderlich ist, wurde berechnet. Sie liegt in der Grössenordnung von 17.000 cal/mol.