Studiul relevă relația dintre relaxarea Zener

Reorientarea indusă de stres a defectelor de simetrie scăzută datorită înlocuirii perechilor de atomi poate duce la vârful frecării interne, relaxarea Zener. Este una dintre cele mai reprezentative relaxări de defect punctual din metal.

Recent, cercetătorii de la Institutul de fizică a stării solide și de la Institutul de Științe Fizice Hefei al Academiei Chineze de Științe au dezvăluit că o relaxare Zener contraintuitivă în cristalele Fe-Ga cubice centrate pe corp (BCC) apare în principal din reorientarea indusă de stres a celei de-a doua. cele mai apropiate perechi de atomi Ga-Ga.

Rezultatul relevant este publicat în Acta material.

Aliajele Fe-Ga au un mare potențial de aplicare în domeniul actuatoarelor, senzorilor și suprimării microvibrațiilor. Cu toate acestea, constricția magnetică și capacitatea de amortizare a aliajelor Fe-Ga sunt strâns legate de ocuparea atomilor de Ga, astfel încât determinarea și evaluarea ocupării atomului de Ga a devenit o provocare majoră în cercetarea aliajelor Fe-Ga. Tehnica frecării interne (IF) este sensibilă la relaxarea defectelor interne, așa că se așteaptă să rezolve problema evaluării ocupării atomului de Ga prin tehnica IF și să ofere îndrumări pentru îmbunătățirea proprietăților aliajului Fe-Ga.

În acest studiu, echipa a crescut cu succes monocristale FeGa de dimensiuni mari și a pregătit aliaje binare FeGa monocristal cu diferiți factori de orientare. Un studiu comparativ al comportamentului IF al multicristalelor FeGa și al monocristalelor a confirmat că vârful de relaxare aproape de 450 ° C provine din comportamentul de relaxare Zener din interiorul boabelor. S-a observat că înălțimea netă a vârfului de relaxare Zener crește odată cu factorul de orientare al monocristalelor.

O analiză ulterioară a arătat că puterea de relaxare a celulelor BCC cu configurații diferite de perechi de atomi a fost diferită. Configurațiile triunghiulare și drepte au arătat o scădere a forței de relaxare odată cu creșterea factorilor de orientare, în timp ce configurația patrulateră a arătat tendința opusă. Relaxarea Zener în cristalele unice de FeGa bazate pe BCC a apărut în principal din contribuția perechilor de soluți din al doilea vecin cel mai apropiat, mai degrabă decât din perechile de primul vecin aproape, așa cum se credea anterior. Energia de activare a relaxării pentru cristalele unice de Fe-17at.% Ga a fost de aproximativ 1,8 eV, care este mai mică decât cea măsurată în materialele policristaline.

În plus, o relație pozitivă între forța de relaxare Zener și coeficientul contractil magnetic a fost stabilită prin analiza structurii electronice și a tensiunilor.

Această lucrare corectează înțelegerea relaxării Zener în aliajele BCC, care este aplicabilă altor aliaje BCC în soluție solidă. Mai mult decât atât, demonstrează potențialul experimentelor Zener în analizarea ordinii soluților, gradului de ordine și ocuparea atomilor de soluți în diferite aliaje.