物理百科

斯诺克峰

2022-01-01

Snoek Peak

简介

用约1Hz频率测量含少量C或N的α-Fe的内耗,在室温附近出现一个弛豫型内耗峰. 它是于40年代初由Snoek首先发现并作出解释的,故称为Snoek峰或Snoek弛豫. 后来,在其它含有间隙固溶原子(ISA)的过渡族bcc金属Ta、Nb、V、Mo中也观察到这个弛豫.

Snoek对自己的实验结果的解释是基于下述原子模型. ISA在bcc金属中处在八面体中心,即晶胞棱边的二分之一处,并使晶胞沿立方轴〈100〉方向产生四方畸变. 在没有外加应力时,由于各间隙位置在能量上是等效的,所以ISA的分布是无规的. 如果沿某一立方轴方向,例如沿[001]加一拉伸力,处于(0,0,1/2)位置的ISA所引起的畸变能就会降低. 间隙位置在能量上变得不等效.于是在(1/2,0,0)和(0,1/2,0)位置的ISA有跳入近邻(0,0,1/2)位置去的倾向,形成一种有序分布,亦称为应力感生有序.这种再分布的效应导致应变落后于应力,在交变应力作用下引起弛豫型内耗.按这个原子模型推导出单晶体的Snoek效应的弛豫强度△M= ,其中C0是ISA的浓度,v0是原子体积,δλ是弹性偶极子强度,γ是主应力轴的取向因子,Mu是未弛豫模量.对于扭应变,Mu就是切变模量,从而α=4/3.

小浓度的单种ISA在bcc金属中引起的Snoek内耗可以近似地用一个简单的Debye方程来描述.对于固溶氧、碳或氮的高纯Nb、Ta、V和Fe,当测量频率为1Hz时,Snoek峰的激活能H和峰温Tm之间有如下的直线关系:H=2.76×10-3Tm (eV),且τ0=2.08×10-15s.在大浓度ISA情况下,如氮或氧在Nb、Ta和V中的固溶度可高达1%,它们的Snoek峰普遍偏离单一Debye弛豫,即宽化了.关于宽化的原因目前尚有争议.

Snoek峰的应用主要有两方面.第一是由于峰高比例于ISA的浓度,从而为研究间隙固溶原子的溶解度提供了非破坏性的、方便而灵敏的手段,同时也可用于研究脱溶沉淀动力学过程.第二是可从激活焓和弛豫时间的测量值求得扩散系数.这比传统测量扩散系数的方法简便迅速,而且可求低温区的扩散系数.

拓展资料

斯诺克效应  斯诺克锁定  斯诺克阻尼