Упругие и акустические свойства монокристаллического гафния в интервале температур 78…300 К

Abstract

В интервале температур 78…300 К измерены скорости распространения Vᵢₗ(T) продольных, квазипродольных и сдвиговых ультразвуковых волн и соответствующие коэффициенты поглощения αᵢₗ(Т) в монокристалле Hf(0,3%Zr) при использовании импульсной ультразвуковой техники с рабочей частотой 50 МГц. С помощью экспериментальных результатов Vᵢₗ(T) определены пять независимых адиабатических констант сᵢₗ тензора упругости монокристалла. По данным сᵢₗ(Т) вычислены коэффициенты тензора податливости; линейные сжимаемости; модули Юнга, сдвига; коэффициенты Пуассона параллельно и перпендикулярно к с-оси. В приближении Фойгта-Рейсса-Хилла определены изотропные величины модулей. На зависимостях с₁₁(Т) и с₃₃(Т) обнаружена аномалия, вызванная изменением в фононном спектре Hf(0,3%Zr). Показано, что резонансные особенности в поведении α₁₁(Т) и α₃₃(Т) обусловлены дислокациями роста в монокристалле.

У інтервалі температур 78...300 К виміряні швидкості поширення Vᵢₗ(T) поздовжніх, квазіпоздовжніх і зсувних ультразвукових хвиль і відповідні коефіцієнти поглинання αᵢₗ(Т) в монокристалі Hf(0,3%Zr) при використанні імпульсної ультразвукової техніки з робочою частотою 50 МГц. За допомогою експериментальних результатів Vᵢₗ(T) визначені п'ять незалежних адіабатичних сталих сᵢₗ тензора пружності монокристалу. За даними сᵢₗ(Т) обчислені коефіцієнти тензору піддатливості; лінійні стисливості; модулі Юнга, зсуву; коефіцієнти Пуассона паралельно і перпендикулярно до с-осі. У наближенні Фойгта-Рейсса-Хілла визначені ізотропні величини модулів. На залежностях с₁₁(Т) і с₃₃(Т) виявлена аномалія, викликана зміною в фононному спектрі Hf(0,3%Zr). Показано, що резонансні особливості в поведінці α₁₁(Т) і α₃₃(Т) обумовлені дислокаціями зростання в монокристалі.

In the temperature range between 78 and 300 K, the propagation velocities Vᵢₗ(T) of longitudinal, quasilongitudinal and shear ultrasonic waves and the corresponding absorption coefficients αᵢₗ(T) have been measured in a Hf(0.3%Zr) single crystal at 50 MHz using a pulsed ultrasonic technique. Five independent adiabatic constants cij of the single crystal elastic tensor have been determined using the Vᵢₗ(T) experimental results. The cij data have been used to calculate adiabatic coefficients of the compliance tensor, linear compressibilities, Young’s moduli, shear moduli, Poisson's coefficients along and across the c axis of the crystal. In the Voigt-Reuss-Hill approximation, the isotropic values of the moduli have been determined. The anomaly caused by changes in the Hf(0.3%Zr) phonon spectrum have been observed in the c₁₁(T) and c₃₃(T) curves. It is shown that the resonance singularities in the behavior of α₁₁(T) and α₃₃(T) are attributed to growth dislocations in a single crystal.