PDF《$ % 合金固—液转变过程的内耗行为 ！》

% )内耗随频 率的变化不大;

)悬丝的储能应远小于试样的储 能, 以减小悬丝对内耗测量结果的影响! 图% &

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( ) *合金相图 未写单位的数字为合金中) *的 含量百分比, +, ,和)分别为液相、 共晶成分和固相 内耗是材料阻尼的一种量度, 内耗的基本定义 是!- $ . $ % ! , 式中 和 分别为试样材料 振动一周损耗的能量和试样的储能, 在这个定义中, 对材料没有具体的限制, 因此, 内耗研究方法既可以 适用于固体, 也可以适用于液体, 液晶的内耗研究就 是内耗方法用于液态研究的一个很好例子! 过去, 内 耗研究主要集中在固体上, 这是历史的局限性, 随着 材料科学的不断发展, 新型材料的不断涌现, 内耗的 研究领域也将不断地开拓! 图 倒扭摆装置示意图 实验结果与分析 图/为升温速率为%

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1 /

2 3 * , 测量频率为%

0 4

5 6的外部材料空心不锈钢管的内耗 ( 温度曲线, 可 以看出: 在我们测量的温度范围内, 这个材料内耗几 乎不随温度变化而变化, 在误差范围内近似呈一条 水平线, 因此, 在进行双材料试样内耗测量时, 外部 材料的这个内耗可以看成是保持不变的背底内耗! 图/ 升温速率为%

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1 /

2 3 * 、 测量频率为%

0 45 6的外部材料 空心不锈钢管的内耗 ( 温度曲线 作为例子, 图#给出升温速率为%

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1 /

2 3 * 、 测图# &

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4 7 ( ) *8

4 7合金在升温速率为%

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1 /

2 3 * 、 测量 频率为%

0 45 6情况下的双材料试样的内耗 ( 温度曲线 量频率为%

0 45 6的双材料试样的内耗 ( 温度曲线, 双材料试样的外部材料仍然是不锈钢管, 内部材料 是&

'

4 7 ( ) *8

4 7合金, 从图#可以看到, 随着温 度升高, 内耗值逐渐升高, 但是, 在固―液转变温度 范围附近内耗值出现突然下降, 这个现象在不同成 分的&

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( ) *合金的内耗测量中都已观察到, 我们认 为这个现象与合金的固―液转变有关! 在一次升温 测量过程中, 内耗测量的频率是恒定的! 因此, 在测 量过程中内耗的变化是由材料的弛豫时间变化引起

9 % $ 物理学报/:卷 的, 换言之, 是由材料的结构变化引起的! 因此, 在固 ―液转变温区的内耗值突然下降, 反映了材料结构 的突然改变, 从阻尼较大的固体材料变成阻尼较小 的液体! 由于没有其他因素的影响, 在内耗突然变化 过程中, 内耗值可以表示为 ! #$ ! # % ( $) ! $ , 式中 !% # 和!% $ 分别为液态和固体的内耗, $ 为固―液转变分数! 表 列出&

种组分'

( ) $ *合金内耗开始下降的 温度&

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和内耗值!% + , - 、 下降结束的温度 ( '

和内 耗值!% + . - 、 开始下降和下降结束温度之差 ) '

和内 耗值之差! !% , 以及它们的比值 ! !% / ) '

! 从下 降温区, 即开始下降和下降结束温度之差 ) '

值可 以看出: 在本实验测量的范围内, ) '

值随着 '

(的 重量百分比含量的增加而减小, 到共晶点时 ) '

值 达到最小, 随后 ) '

值又随着 '

(的重量百分比含 量的增加而增大! 从相图来看: 在实验测量范围内, 固液共存温区也随着'

(的重量百分比含量的增加 而减小, 到共晶点时固液共存温区取最小值零, 之后 又随着 '