Низкотемпературная аномалия пластичности концентрированных ГЦК твердых растворов: система Pb–In - Исаев, Н.В.; Нацик, В.Д.; Пустовалов, В.В.; Фоменко, В.С.; Шумилин, С.Э. (Физика низких температур, 2005)
Изучены закономерности пластической деформации монокристаллов твердых растворов
системы Pb–In в условиях низких и очень низких температур 0,5 К < T < 30 К. Для сплавов
Pb–5, 10 и 20 ат.% In измерены температурные зависимости предела текучести τ₀(T) и прироста
деформирующего напряжения Δτ(T) после десятикратного увеличения скорости деформации.
Выявлены специфические особенности (аномалии) этих зависимостей, которые не соответствуют
представлениям о термически активированном движении дислокаций через
примесные барьеры. Установлено, что характер аномалий существенно изменяется при изменении
концентрации индия от умеренных значений (5 и 10 ат.%) до высокого (20 ат.%). Низкотемпературная
аномалия пластичности умеренно концентрированных сплавов интерпретирована
на основе представлений о термоинерционном и квантово-инерционном движении
дислокаций через систему одиночных примесных атомов. В случае высококонцентрированного
сплава для интерпретации аномалии использована модель негомогенного распределения примесей
— наличие в сплаве малых кластеров, которые создают более мощные препятствия для
движения дислокаций, чем одиночные примесные атомы. Высокий уровень эффективных деформирующих
напряжений в условиях глубокого охлаждения приводит к динамическому режиму
движения дислокаций через систему кластеров и одиночных примесей, при этом предел
текучести сплава τ₀ определяется примесным торможением типа сухого трения, а скоростная
чувствительность деформирующего напряжения Δτ — вязким торможением электронами и фононами.
Атермичность примесного сухого трения и резкое уменьшение вязкого трения при охлаждении
определяют характер аномалии в этом случае. Вивчено закономірності пластичної деформації монокристалів твердих розчинів в системі
Pb–In в умовах низьких і дуже низьких температур 0,5 К < T < 30 К. Для сплавів Pb–5; 10 і
20 ат.% In виміряно температурні залежності границі плинності τ₀(Т) і приросту деформуючої
напруги Δτ(Т) після десятиразового збільшення швидкості деформації. Виявлено специфічні
особливості (аномалії) цих залежностей, які не відповідають уявленням про термічно активований
рух дислокацій через домішкові бар’єри. Встановлено, що характер аномалій істотно
змінюється при переході від помірно концентрованих сплавів до висококонцентрованого сплаву
Pb–20 ат.% In. Низькотемпературну аномалію пластичності помірно концентрованих
сплавів інтерпретовано на основі уявлень про термоінерційний і квантово-інерційний рух дислокацій через систему одиночних домішкових бар’єрів. Для інтерпретації аномалії у випадку
висококонцентрованого сплаву використано модель негомогенного розподілу домішок — присутністю у ньому малих кластерів, які створюють більш потужні перепони для руху дислокацій, ніж одиночні домішкові атоми. Високий рівень ефективних напружень в умовах глибокого
охолодження призводить до динамічного режиму руху дислокацій через систему
кластерів і одиничних домішок, при цьому границя плинності сплаву τ₀ визначається домішковим
гальмуванням типу сухого тертя, а швидкісна чутливість деформуючої напруги —
в’язким гальмуванням на електронах і фононах. Атермічність домішкового сухого тертя і різке
зменшення в’язкого тертя при охолодженні обумовлює характер аномалії у цьому випадку. The peculiarities of plastic deformation in
single crystals Pb–In solid solutions at low and
ultra low temperatures 0.5 K < Т < 30 K were
studied. The investigated temperature dependences of the yield stress τ₀(Т) and the strain rate
sensitivity of flow stress Δτ(Т) for Pb–5; 10 and
20 at.% In alloys were found to be anomalous
and atypical for thermally activated motion of
dislocations through the solute atoms. The character
of the anomalies changes with increasing
in concentration increase from moderate (5;
10 at.%) to high (20 at.%) values. The low
temperature anomalies of moderately concentrated
alloys is explained in terms of the termoinercial
and quantum-inercial motion of dislocations
through the single solute atoms. To explain the
anomalies of the high concentrated alloy, an
inhomogeneous impurity distribution model was used, namely, small impurity clusters as strong
barriers for dislocations compared to the single
atoms. The high effective flow stresses at ultra
low temperatures lead to a dynamical mode of
dislocation motion through a single solute atoms
and clusters, and the yield stress τ₀ is determined
by the impurity dry friction whereas the
strain rate sensitivity Δτ — by electron and phonon
drag. The athermal dry friction and the
sharp decrease of drag with temperature decrease
determine the character of anomaly in this case.