[发明专利]一种金属材料可动非螺形位错密度的测量方法

摘要

本发明公开了一种金属材料可动非螺形位错密度的测量方法，该方法的步骤包括：利用线切割机将无变形样品和待测样品切割成1mm×2mm×50mm的棒状式样；打开多功能内耗仪，对棒状式样进行内耗测量，获得snoek与SKK峰；将测试数据进行扣除背景、峰形拟合，获得峰高h^Snoek，从无变形样品中测得：Snoek峰频f₁、Snoek峰温T^Snoek、Snoek峰半峰高处的温度T^Snoek峰左半和T^Snoek峰右半、h^SKK、SKK峰频f₂、SKK峰温T^SKK、SKK峰半峰高处的温度T^SKK峰左半和T^SKK峰右半、模量M；利用系列公式计算出可动非螺形位错密度∧。本发明能够简单、高效和准确地完成测量工作。

主权项

一种金属材料可动非螺形位错密度的测量方法，其特征是该方法包括以下步骤：a.利用线切割机将无变形样品和待测样品切割成1mm×2mm×50mm的棒状式样；b.打开多功能内耗仪，对棒状式样进行内耗测量，测试温度为0℃‑400℃，振幅为20×10^‑6，震动方式为自由衰减，获得snoek与SKK峰；c.将测试数据进行扣除背景、峰形拟合，获得峰高h^Snoek，从无变形样品中测得：Snoek峰频f₁、Snoek峰温T^Snoek、Snoek峰半峰高处的温度T^Snoek峰左半和T^Snoek峰右半、h^SKK、SKK峰频f₂、SKK峰温T^SKK、SKK峰半峰高处的温度T^SKK峰左半和T^SKK峰右半、模量M；d.利用公式r₂＝Hlg10(1/T峰左半‑1/T峰右半)/1.144/0.000864,其中H为对应峰的激活能，得到r₂；利用公式β＝‑1693.36707+8634.90375r¹‑19462.5685r²+25530.56889r³‑21586.85956r⁴+12299.24043r⁵‑0.92691r⁶‑4785.02236r⁷+1256.02452r⁸‑213.0313r⁹+21.09628r¹⁰，得到峰的宽化系数β；利用公式f₂(0，β)＝0.5(0.99877+0.0309155β‑0.39155β²+0.27618β³‑0.10036β⁴+0.02066β⁵‑0.00227β⁶+0.000103225β⁷)和△＝h/[f2(0，β)‑h/2]＝2h_实际，其中h为测得的峰高，h_实际为去除高斯分布后的实际峰高，求出实际峰高h^SKK，和弛豫强度△^SKK，以后所用的h均为去除高斯分布后的实际峰高，同理获得实际峰高h^Snoek；利用公式H_激活能＝T_峰温×1.1×0.0001+8.3144×T_峰温×ln(1.380658×T_峰温/6.626755/f_峰频×100000000000)/1.602×10000000000000000000/6.02/1×10²³求出Snoek和SKK的激活能分别为H^Snoek和H^SKK；求出C原子与位错的结合能E_i＝H^SKK‑H^Snoek，C₀＝h^Snoek/37，利用公式C_d＝C₀exp(E_i/kT)，其中k为玻尔兹曼常数k＝0.0000864，T为烘烤温度T，得出C原子在位错处的聚集程度C_d，利用公式D’＝6a²/τ^SKK(a＝2.86×10^‑10，τ^SKK＝1/2/π/f)得出气团内部扩散系数D’；利用公式B＝πR ²C_dkT/b³D’其中b为柏氏矢量＝2.48×10^‑10，π为圆周率，R为位错可拖动的最远柯氏气团的距离，取值1nm，求得弛豫参数B；利用公式S_d＝Gb²/2α，其中G为杨氏模量，G＝M×1000000000×(1+0.3)×2，其中b为柏氏矢量，b＝2.48×10^‑10，α取1，求出位错线张力S_d；利用公式τ^SKK＝BL²/10S_d求出可动非螺形位错平均长度L；利用公式△^SKK＝ΛλL²，λ为常数取值0.01，求出可动非螺形位错密度Λ。