Проведено исследование влияния примесей на параметры α-пика внутреннего трения в моноиполикристаллах ниобия, зарегистрированного в области температур 200-250 К при частоте колебаний > 80 кГц. Установлено, что увеличение чистоты образцов приводит к повышению температуры локализации пика, а также к увеличению его ширины и амплитуды. Ранее структурная чувствительность этого пика наблюдалась при изучении влияния на него предварительной пластической деформации, термоциклирования и низкотемпературного возврата. Предложено статистическое описание всей совокупности экспериментальных данных, которое учитывает зависимость энергии активации и периода попыток как от концентрации примесей, так и от характерной величины и статистического разброса внутренних напряжений. Разработан новый алгоритм анализа экспериментальных данных, позволяющий получать соответствующие различным структурным состояниям образцов эмпирические оценки значений энергии активации, ее дисперсии, периода попыток и силы релаксации. Показано, что α-пик является следствием резонансного взаимодействия упругих колебаний с процессом термически активированного зарождения пар кинков на дислокационных сегментах, лежащих в долинах потенциального рельефа Пайерлса. Получены эмпирические оценки величин основных параметров, характеризующих этот процесс. Установлено качественное согласие свойств α-пика в ниобии с кинетической теорией зарождения и релаксации дислокационных кинков Х. Энгельке.
The influence of impurities on
the parameters of the α peak of the internal friction in single-crystal and polycrystalline
niobium is investigated; the internal friction is recorded in the temperature range 200–250
K at a vibrational frequency of ≈80 kHz. It is found that increasing the purity of the
samples leads to an increase of the peak location temperature and to an increase of its
width and amplitude. The structural sensitivity of this peak was observed previously in a
study of the influence on this peak of a preliminary plastic deformation, thermocycling,
and low-temperature recovery. A statistical description of the whole set of experimental
data is proposed, which takes into account the dependence of the activation energy and
attempt period on the impurity concentration and on the characteristic value and
statistical scatter of the internal stresses. A new algorithm is developed for analyzing
the experimental data to obtain empirical estimates for the values of the activation
energy, its variance, the attempt period, and relaxation strength for the different
structural states of the samples. It is shown that the α peak is a consequence of the
resonant interaction of elastic vibrations with the thermally activated nucleation of kink
pairs on dislocation segments lying in the valleys of the Peierls potential relief.
Empirical estimates are obtained for the values of the main parameters characterizing this
process. It is found that the properties of the α peak in niobium are in qualitative
agreement with Engelke’s theory of the nucleation and relaxation of dislocation kinks.
