Низкотемпературные релаксационные процессы в наноструктурном волокнистом композите Cu-Nb

Abstract

На частотах порядка 70 кГц в интервале температур 2-320 К изучены упругие и диссипативные свойства наноструктурных сверхпроводящих волокнистых композитов Cu-32 об.% Nb. Композиты, приготовленные методом интенсивной пластической деформации, представляли собой сильно фрагментированную медную матрицу, равномерно заполненную ниобиевыми волокнами диаметром 200-500 нм. Установлено, что акустические свойства композита определяются, в основном, свойствами медной матрицы. Вблизи 90 К обнаружен релаксационный пик внутреннего трения, активационные параметры которого близки к параметрам пика Бордони в меди. Ниже 12 К температурная зависимость динамического модуля Юнга определяется термоактивированной релаксацией двухуровневых систем в сильно разупорядоченной среде. Изучено влияние высокотемпературного отжига на обнаруженные эффекты.

На частотах порядку 70 кГц в інтервалі температур 2–320 К вивчено пружні та дисипативні властивості наноструктурних надпровідних волокнистих композитів Cu–32 об.% Nb. Композити, які виготовлено методом інтенсивної пластичної деформації, являли собою сильно фрагментовану мідну матрицю, рівномірно заповнену ніобієвими волокнами діаметром 200–500 нм. Встановлено, що акустичні властивості композита визначаються, в основному, властивостями мідної матриці. Поблизу 90 К знайдено релаксаційний пік внутрішнього тертя, активаційні параметри якого близькі до параметрів піка Бордоні в міді. Нижче 12 К температурна залежність динамічного модуля Юнга визначається термоактивованою релаксацією дворівневих систем у сильно розупорядкованому середовищі. Вивчено вплив високотемпературного відпалу на виявлені ефекти.

The elastic and dissipative properties of nanostructured superconducting fiber composites Cu–32 vol.% Nb have been studied at frequencies of 70 kHz and temperatures ranged from 2 to 320 K. The composites were prepared using intensive plastic deformation techniques. The niobium fibers 200–500 nm in diameter were uniformly distributed in the copper matrix. It is established that the acoustic properties of the composite are determined mainly by the properties of the copper matrix. In the vicinity of 90 K, an internal friction relaxation peak is observed. The activation parameters of the peak are close to those for Bordoni relaxation in pure copper. It is shown that below 12 K the temperature dependence of the dynamic Young’s modulus is governed by thermoactivated relaxation of two-level systems in a highly disordered medium. The influence of high-temperature annealing on the effects found is investigated.