金属玻璃中与氢有关的内耗

D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1989.02.032 第11卷第2期 北京科技大学学报 Vo1.11No.2 1989年3月 Journal of University of Science and Technology Beijing Mar,1989 金属玻璃中与氢有关的内耗 蒋方忻胡小峰徐炎 杨国斌 (物理系) (材料系) 摘要：使用Bordoni型的仪器在声频范围内研究了铁镍基金属玻璃的低温含氢内耗， 斥研究了退火处理对内耗的彩响。结果表明低温含氢内耗是Snok型驰像，并观综到了反常 模量亏损和反常跑豫强度现象，提出t缺陷增强SOck弛像模型解释了反常弛像强度现象。 关键词：金属玻璃、纹、内耗、Snocki弛像、结构驰豫。 Internal Friction of Hydrogen in Metallic Glasses Jiang Fangxing Hu Xiaofeng Xu Yan Yang Guobin ABSTRACT:The internal friction of hydrogen at low temperature and the innealing effect on it have been studied in iron-nickel based metallic glasses using Bordoni-type apparatus.The result shows that the internal friction of hydrogen at low temperature is snoek-like relaxation and the abnormal modulus defect and the abnormal relaxation strengh have been observed.The model of enhancement of r-type defect to snoek-like relaxation is proposed to explain the abnormal relaxation slrengh. KEY WORDS:metal glass,hydrogen,internal friction,structure relaxation, snoek relaxation 当α-Fε中含有氢时，在低温下可以观察到氢原子和位错相互作用引起的S-K峰，即冷 加工蜂(CW)。但作为间隙原子氢的Snok峰始终没有观察到11。然而在金属中都观察到 了在低温下完全由间隙氢引起的Snoek型内耗峰。l978年首先由B.S,Berry等人()报道了 Nb,Ge金属玻璃中在低温下由间隙氢引起的Snoek型弛豫，继而在铁镍基金属玻璃中【3，和 其他金属玻璃中也发现了完全相同的结果。这个蜂的特点为：峰高和氢含量有关：随氢的逸 出，峰高降低，峰温向高温移动；地豫激活能和氢的宏观扩散激活能相同。本文研究了金属 1986-08-14收稿 179

第 卷第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 。 金属玻璃 中与氢有关的内耗 蒋方忻 胡小峰 徐 炎 物 理 系 杨 国斌 材 料系 、 、 摘 要 使 用 埋的仪 器在 声频 范 围 内研 究 了铁 镍幕 金 属玻 璃 的 低温 含氢 内耗 ， 井研究 了退 火 处 理 对 内耗的 影响 。 结果 表 明 低 温 含氢 内耗 是 型 弛豫 ， 并观 察 到 了反 常 模 量 亏 损 和反常 弛 像强 度现 象 ， 提 出下 缺 陷 潜强 弛 豫模 型 解释 了反 常 弛 豫 强 度现 象 。 关键词 金 属玻 璃 、 氢 、 内耗 、 弛 豫 、 结 构 弛豫 。 矛 月夕 。 夕二 ‘ 。 夕 犷 夕 ‘ 、 、 一 一 了 手 ， 认 一 」 卜 一 、 ， ， ， ， 当 一 中含有 氢时 ， 在低温 下可以 观 察到 氢 原 子和位 错相 互作 用引 起 的 一 峰 ， 即冷 加 工峰 。 但作为间 隙原 于 氢 的 。 。 峰 始 终没有 观 察到 〔 ‘ 〕 。 然 而在 金属 中都 观 察到 了在低温下完全 由间 隙氢引起 的 型 内耗峰 。 年首 先 由 等 人 〔 〕 报道 了 金属 玻璃 中在 低温下 由间隙 氢 引起 的 型 弛豫 。 继 而在铁镍 基金 属玻 璃 中〔 “ ’ ‘ 〕 和 其他 金属玻璃 中也 发 现了 完全 相 同的结果 。 这 个峰 的 特点为 峰 高和 氢 含量有 关 随氢 的逸 出 ， 峰 高降低 ， 峰 温 向高温移 动 弛豫激 活 能 和 氢的 宏观扩 散 激 活能 相 同 。 本文 研 究 了金 属 一 一 收 稿 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1989．02．032

玻(Fe5Ni4s),gSi,B1和FeaoNisoSi.B:2Mnz中与有关的内耗，对比研究了退火处 印对内耗的影响，并提π缺陷增强Snoek弛豫的模型加以解释。 1实验方法及结果 1,1样品准备及测量方法 样品由单辊急冷法制成，宽5×10-3m,厚4×10-5m,长约15×10-3m。氢的加入采用 电解渗氢法，电解液为0.1NHzS04+50 mgAs20g,电流密度为10m/cm2,时间约为60min。 样品内耗和共振频率的测量使用Bordoni型的静电激发，调频检测仪。样品共振频率约为 100I川7。测量在10~2Pa的真空下进行。升温和降温速本均为1K'min。样品的应变振幅小于 10-"。 1,2淬态样品的实验结果 首先研究了泸态样品渗纵后在低温的行为。图1为金展玻璃((Fc5Ni,5),SigB,4的 结果。样品渗氢后先降到液温度，然后任升温过程中测量。在低温下的一个很宽的温度范 围内出现了…个内耗峰，峰比标准Debc峰宽且不对称，很类似a-Fc中氢的S-K蜂。同时伴 随有模量亏损。随时效氢的逸出，峰高降低，模量亏损减小。本工作发现的第1个新的特点 是在0°C附近内耗有一个次峰，而几模量迅速 增加，增加的速率和含氢量成正比。表明，氢 0,960 可以显著地降低金属玻璃的弹性模量「3)。故可 15 .91n 以认为在0°C附近的次峰是由氢原子大量逸出 .2非 11061) 产的。Kazutaka Kawamura等人用测定比 热的方法确定了PdsoSizo金属玻璃中在300K 附近的次峰是因为氢逸出而引起的[)。第2 个新的特点是在峰温附近模量亏损出现反常， 同时内耗增加。图1中第3次、第4次测量模 1.0 !'n 1t*75.31:Tgi.t ra 0 100 0 0.4. T.h 图1许态金属玻(Fcs5Nias):Si,B! 中在升温过程中的内耗 1. 加氢后立即测量 2,在室温时效75min后i第2次测名 12T(执1 3.在室温时效42h后第3次测量 图2谛态金属玻璃山一化的Snock-H内耗峰和 4,在室温时效82h后第4次别登 Debye峰的比较 Fig,1 Snock-like-Hinternal friction pe. 相对蛙宽一」 ak in a sample of as-quenched Fig,2 Normalized pcak of as-quenched glass (FescNis)SiaB dur. glass compared with Debyc peak ing the heating process 180

玻 璃 ‘ 、 ， ， 工 和 。 丫 。 ， ， 入 ， ， 一 ，氢有 关的 内耗 ， 又寸比研究 了退火处 现 对内耗的 影响 ， 并提 缺陷增强 弛 豫的 模 型加 以解 释 。 实验方法及 结果 样 品 准 备 及 洲 方法 样品 由单 辊急冷法 制成 ， 宽 只 一 ， 厚 一 ， 长约 一 。 氢的加 人 采用 电解 渗 氢法 ， 电解 液 为 ， 电流 密度 为 、 、 ’ ， 时 ’ 约 为 。 样品 内 耗和共 振 频 率的 测 量使 用 型 的 静 电激 发 ， 调频 检测仪 。 样品 共 振 频 率 约 为 ， 。 侧 量 在 。 一 的 真空下 进 行 。 丁卜温 和降温 速 率均 为 ‘ 。 。 样品 的 应 变振 幅 小 于 一 ” 。 淬态 样 品 的 实验 结果 首 先研 究 了淬态样品渗 氛后 在低温 的 行为 。 图 为 金属玻 璃 。 陷 。 。 。 ‘ 的 结 果 。 样品 渗 氢 后 先降 到 液 氮温度 ， 然 后 在 升温 过 程 ‘ ，测 量 。 在低温 一 「的 一 个很 宽的 温度范 围 内出现 一 个 内耗峰 ， 峰 比标准 一 。 峰 宽 且 不对称 ， 很 类 似 一 。 中氢 的 一 峰 。 同时伴 随 有 模 量 亏损 。 随 时效 氢的逸 出 ， 峰 高降 低 ， 模 最 亏损减 小 。 本工 作 发现的 第 个 新的特 点 专 签弋、 呀州 ’ ， 呱 曳料 几 凡 吕于 声 曰 ‘ ， 日 ‘ 今嗽 ， 一 厂一 司 月 矛 厂 一 网览 熟 月 一 刻 夕洲尸 ’ 是 在 ” 附 近 内耗有一 个次峰 而 几模 量迅速 增加 ， 增加 的速 率和 含氢量 成 正 比 。 表 明 ， 氢 可以 显著地 降低金属玻 璃 的弹 性模量 〔 ’ 。 故 可 以 认 为在 。 ” 附 近 的 次峰是 由 氢原 子大 量 逸 出 产生 的 。 等人 用测定 比 热的 方法 确定 了 。 。 。 金属玻 璃 中在 附 近 的 次峰是 因为 氢逸 出 而引 起 的 〔 “ 〕 。 第 个 新 的 特 点是 在峰 温附 近 模 量 亏损 出现反常 ， 同时 内耗增加 。 图 中第 次 、 第 次 测 最模 们上。 。 资 飞礼。。︸ 妇 淬 态金 属 坡 璃 ‘ 。 ‘ 。 、 ‘ 中在 升温 过 程 中的 内耗 加 氢后立 即测 在 室 温 时 效 后 第 次 测 最 在 室 温时 效 后第 次 侧 最 月 在 室 温 时 效 后第 次 测 量 一 一 一 “ 一 一 主 一 ‘ ， 矛叭 了 夕 「 气 少 ’ 一 飞 气 日 钊 卒态 金 属玻 璃 归一 化的 一 匆季峰 有 峥 的 比 较 季 对 峰 宽 一 一 “ 『 玩

量亏损的反常较明显，当含氢量高而模量亏损较大时，反常模最污损被湮没而不十分明显。 下面我们还要详细研究这个问题。在金属玻璃Fe3aNig,SigB,2Mn2中有完全相同的结果。 图2示出了归一化的峰和Debye蜂的比较。由实验确定f,和Tp。选ro为8×10-15sa。 由此计算出金属玻璃(FessNi45)?a Sig B1和Fe3 oNisaSiaB12Mn2对应的Debye蜂的激 能分别为0.53c'和0.53eV,和用经典方法测量到的氢在金属玻璃中的扩散激活能【5]及 Berry(3]的工作是一致的。 通常对金属或金属玻璃中低温内耗的研究均是渗氢后降温，然后在升温过程测量'1-3·， 认为无论升温或降温测量结果应该是相同的。然而此次在含氢金属玻璃升温和降温测量中都 发现了不同的现象，且2种金属玻璃有相同的结果。样品电解渗氢后立即降温测量，没有出 现反常模量亏损。在随即的升温测量中内耗弛豫强度高于降温过程，即反常弛豫强度；在峰 温附近反常模量亏损出现，此时内耗迅速增加。实验发现反常模量亏损的离散性较大，有时 因反常模量亏损较大，这样在含氢内耗峰上就叠加了一个尖锐的小峰，但总是在升温过程中 现。结果如图3、4所示。 以上实验已表明，反常模量亏损与氢无关。为了了解反常模量亏损的出现仅是结构变化 引起的纯力学现象，还是与相变、化学短程序等有关，使用MB-?型磁天平测量了金属玻璃 FesaNiaaSisB:2Mn2的饱和磁化强度在低温下的变化。直流磁场151A/m,升温速率 5K!min。结果表明从液氮温度到室温饱和磁化强度曲线光滑平直。 10 IFc31-85B14 -1.080 +1.000 -at Peatin 1.040 15 1.000 0,960 0.900 100 200 T.K 200 图1诈态金属玻璃Fc3,Ni3SigB:2Mn2降 T,6 图3谇态金属攻瑞(FcssNi4s)?Si&B14 温和升温过程中内耗的比较 在渗氢后立即降温测量得到的内耗峰和升 1。加氢后立即降温测量 温过程的比较 1. 随即升温测量 Fig,3 Snock-like-H internal friction 2. 在宝温时效81h后第2次降温测量 peak in as-quenched glass 。第2次升温测量 (FessNis)7sSitB14 at coo- Fig.4 Snoek-like-H internal friction ling after charging compared of as-quenched glass FcaaNi3 with itself at heating SisB12Mn2at cooling after cha- rging comparcd with itself ut heating 181

量 亏损的反常较明显 ， 当 含氢量高而 模量亏 损较大时 ， 反 常 模 量亏损被 湮没 而不十分 明显 。 下 面我 们还要 详细研究 这 个 问题 。 在 金属 玻璃 。 。 。 。 。 ， 中有完全 相 同的结果 。 图 示 出了归一 化的 峰和 场 峰 的 比 较 。 由实验 确 定 。和 。 选 。 为 一 ‘ 〔 〕 。 由此计算出金属玻璃 、 ， 和 。 。 。 。 ， 对应 的 峰 的 激 活 能 分别 为 和 ， ， 和 用 经典方 法测 量到 的 氢 在 金 属玻 璃 中的扩 散 激 活 能 厂 ’ 及 〔 〕 的工作是 一致 的 。 通常对金属 或 金属玻璃 中低 温 内耗 的研 究均是 渗 氢后 降 温 ， 然 后 在 升温过程测 量 二’ 一 飞 ， 认 为无论 升温或 降 温测 量结 果应该是 相 同的 。 然 而 此次 在 含氢金 属玻璃 升温和降温测 量 中都 发现 了不 同的现 象 ， 且 种金属 玻 璃 有 相 同的结 果 。 样品 电解 渗 氢 后立 即降温测 量 ， 没 有 出 现反常 模量 亏损 。 在随 即 的升温 测 量 中 内耗 弛豫强 度 高于 降 温过 程 ， 即反常 弛豫强度 在峰 温附 近反常 模量 亏损 出现 ， 此时 内耗迅速 增加 。 实验 发现反 常模量亏损 的离散性 较大 ， 有 时 因反常 模 量 亏损 较大 ， 这 样 在 含氢 内耗峰上 就叠 加 了一 个 尖 锐 的小峰 ， 但总是 在升温 过程 中 出现 。 结 果如 图 、 所示 。 以上 实验 已表 明 ， 反常模量 亏损与 氢无 关 。 为 了 了解反 常 模 量亏 损 的出 现仅是 结 构 变化 引 起 的纯 力学现 象 ， 还是 与相 变 、 化学 短程 序等有关 ， 使 用 一 型 磁 天平 测 量 了金 属 玻 璃 。 。 的饱 和磁化强度在 低 温 下 的 变 化 。 直流 磁 场 ， 升 温 速 率 汽 。 结果 表 明从 液 氮温度 到 室 温饱 和 磁化强度 曲线 光 滑 平直 。 一一门 为一。 、、 抓 一 万州一 卜 一门州 一 阵宁匕一户 一 ，”反 脚姗弓 丫”。 、 、 、 气户。 一六 汽 · 「 一 尸一州 月 产认 又寿 卜 之止 上一一 一 一 。下 一 。 色之一匕 甲 、 淬态 金属 玻 璃 ‘ ‘ 在 渗氢后立 即降 温 测 量得 到 的 内耗峰 和 升 温过 程的 比 较 一 一 一 ‘ ‘ ‘ 了 节 弓 七毛 丁 ， 心 图 一 卒态 金 属玻 璃 。 。 ， 降 温 和 升 温 过 程 中内耗 的 比 较 加氢 后立 即 降温 侧 量 。 随 即 升温 测 量 在室 温 时 效 后 第 次 降温 测 量 。 第 次 升温 测 量 一 一 一 ， 。 认 ， 扣

1,了退火样品的实验结果 金属玻璃Fe3Ni3SigB,2Mn2经47K8h 退火处理后电解渗然，得到的含盆内耗峰有和 mn: -11h-十 淬态样品完全相同的结果，如图5所示。 退火处理后i的金属玻璃Fc3。Ni,。Si,B,: Mz的饱和磁化强度曲线有和淬态样品完朵 同的结果。 2讨 论 21 3 ?.k 2.1金属玻璃中间隙氢的Snoek型弛豫 图进火处理的金风坡璃Fc,Nis,Si,B1: Mn2在作升温过程中酬量到的Snock-H内 Berry研究了引起的金属玻璃Fe32Ni3a 耗峰 Cr1,P,:B。(230K,39IIz)和Fe4oNi4。P14 Fig,5 Snoek-like-H internal friction B。(220K,300Hz)中的内耗，他仅提出处在金 of annealed glass Fe3 NiaeSia B:Mn2 during the heating 属玻璃中低对称性间隙位置氢原子的应力感 Mo在研究Fe4Ni,P1,B。金属玻璃中由氢引生有序机制，即是Snoek型弛豫(3)。C.M, 起的内耗峰(205K,0,4Hz)时，同时发现冷加工可以增强氢引起的磁后效的地豫强度，因 而用扩展缺陷？)来解释。认为氢原子在应力作用下在扩展缺陷之间的长程扩散，因而引起 内耗「。本工作表明，铁镍基金属玻璃中与氢有关的内耗不仅在淬态样品中出现，而且在充 分退火(473K,8h)的样品中出现，们不是标准的Dbc峰，峰变宽而不对称，弛豫强 度与今《量有关，随着氢渔，锋高降低。内耗弛豫激活能和在金属玻璃中宏观扩散激活 能相当。其次发现了样品无论是淬态或退火处理在同样的含氢量条件下升温测量地豫强度大 于降温测量。金属玻璃中由氢原子引起的内耗是一种Sok型的地豫，这一点是大多数研究 者一致的看法。分歧在于由应力引起的氢原子的扩散，也即是氢原子利和金属玻璃中缺陷构成 的弹性偶极子的再取向，这种弹性偶极子是哪种缺陷和氢原了构成的，本文的工作顶示这种 缺陷应不受退火处理的影响、而山.可以产生反常弛豫强度。本文提出一种新的π缺陷增强 Snovk弛豫模型来解释。 2,2t缺陷增强Snoeki弛豫模型 对氢E金属破璃中的散研究表明：Fe3,Ni3。SiB12Mn2经73k8h退火处理厅用经典方 法在布温附近测得的扩散激活能h5?.7kJ/mo变为38.？kJol,而频*子D减小2个数 量级5)。由r=t。cxP(-Q/T),如果认为退火不彩响to,则可计算出在退火后的金属玻璃 中氢的扩散弛豫时间要比淬态的在220~260K范闱内要低3个数量级，h图2可准算出退火 后峰温应向低温移动约90K。由D=D。xp(~Q/kT),H认为Dx',则可计算出进火 后的π比淬态的要低一个数量级，即峰温应向低温移动约30K。本文的工作没有观装到退火 金属跛璃的含氢内耗峰有显著向低温移动的倾向。 T,Egamif的工作表明非晶中有？种类型的缺陷；p缺陷是一种压成力缺陷，n缺陷是张 应力缺陷，x缺陷是剪应力缺陷。P、两种缺陷可经退火消失，们π缺？不依赖结构弛豫： 182

二 工 心 代工︸︸ 布 退 火 样 品 的 实验 结果 金 属 玻璃 。 。 。 。 经 了乙 又 退 火处 理 后 电解 渗 板 ， 得到 的 含氢 内耗蜂 有 和 淬态 样品 完全 相 同的 结 果 ， 如 图 所示 。 退 火处 理 后的 金 属玻璃 。 。 兄 ， 、 的 饱 和磁 化强 度 曲线 有 和 卒态样 兄完 全 同 的结 果 。 讨 论 。 金属 玻玻 中间隙 氮 的 。 。 型 弛豫 研究 了氢引 起 的 金属 玻 璃 。 。 ， ， 。 ， 和 。 。 尸 。 ， 王 ，卜的 耗 ， 他 仅提 处 在盒 属 玻璃 中低 对称 性 间 隙位 置氢原子 的 应 力 感 退 火 处 理 金属玻 瑞 ， ， 。 了卜 蕊几过 程 中侧 耻到 的 一 勺 耗峰 一 一 「 。 一 以 卜 在研究 。 。 ， ‘ 。 金 属 玻璃 「，由氢引生 有 序机 制 ， 即是 型弛豫 〔 ’ 。 起的 内耗峰 ， 五 时 ， 同时 发现冷加 工可以 增强 氢引起的磁 后效 的弛 豫强度 ， 因 而 用扩展 缺 陷 〔 ’ 来解释 。 认 为氢 原 子 在应 力 作用下 在扩展 缺陷之 间的 长程扩 散 ， 因 而 引 起 内耗 〔 ‘ 〕 。 本工 作 表明 ， 铁镍 基金属 玻 璃 中与 氢有 关的 内耗不 仅在淬态 样品 中出现 ， 而 且在 充 分 退 火 ， 的样品 中出现 但 不是 标准 的 卜 。 峰 ， 峰 变 宽而 不 对 称 ， 弛 豫 强 度 与含 城 量有 关 ， 随 着氢 逸 出 ， 峰 高降 低 。 内耗 弛豫 激 话能 和 城在 金属 玻 璃 中宏 观扩 散激 话 能相 当 。 其 次 发现 了样品 无论是 淬态或退 火 处理 在同 样 的 含 氢 量条件 「升温测 量 弛 豫强 度 大 干降 温测 量 。 金属 玻 璃 中 由 氢原子 引起 的 内耗是 一 种 二 型的 弛豫 ， 这 一 点是 大 多 数研究 者一致 的 看法 。 分 政 在于 由应 力弓 起 的氢原 子 的 扩 散 ， 也即是 氢 原子 和 金属 玻璃 中缺 陷构成 的弹性偶极 子的再取 向 ， 这 种弹 性偶 极 子是 哪种 缺陷 和 氢 原 子构成 的 ， 本 文的 工 作 预示 这 种 缺 陷应不 受 退 火处 理 的 影响 ， 而 可以 产’ 反常 弛豫强 度 。 本 文提 出一 种 新的 缺 陷 增 强 。 、 、 弛豫 模 型 来解 释 。 ，声 缺 陷 增 强 弛 豫模 型 对 氛 在金属 玻璃 ， ‘的 扩 散研 究 表明 。 。 。 。 。 入丁 经 矛，退 火处理 后 川 经 典 方 法 在室温 附 近 测 导的 扩 · 散激 舌能 「 二 变 为 川 ， 一石频率因 、、减 小 个数 最级 〔 〕 。 由 。 。 一 ， 如 果 认为退 火 不 影响 。 ， 则 可 计算出在退 火后 的 金属 玻璃 ， ，氢的 扩散 弛豫时 间 要 比淬态 的在 一 范 围 内要低 个 数 量级 ， 由 图 可 推 算 出 退 火 后 峰温 应 向低 温移 动 约 。 由 。 。 、 一 ， ， 认 为 一 ‘ ， 则可 计算 出退 火 后 的 比淬态 的要 低 一 个数 量级 ， 即峰 温 应 向低 温 移 动 约 。 本 文的 工 作没 有 观 察到 退 火 金 属 玻璃 的 含 氢内耗峰 有 显著 向低 温移 动的 倾向 。 的工作 表明非晶 中有 种 类型 的缺 陷 缺陷是 一 种压 应 力缺陷 ， 缺 陷 是 张 应 力缺陷 ， 缺 陷是 剪应 力缺 陷 。 、 两 种缺陷 经 退 火 消失 ， 但 缺陷 不依 赖结 构 弛豫

Fe.Ni4P,Bg经350°C、30min退火有大约10%的缺陷复合()。由此可以确定这种不受退 火影响的t缺陷和氢原子构成的弹性偶极子的应力再取向，是金属玻璃中低温Snoek-H弛豫 的主要因素。 中Snok弛豫理论知，△：C(△方)2【)。弛豫强度△与间隙原子浓度C。及弹性偶极子主 值之差△入的平方成正比。本实验中发现升温中弛豫强度大于降温过程的反常弛豫强度现象， 表明△入不是常数，即氢和x缺陷构成的弹性偶极子发生了变化。 张统一的工作表明，氢原子在a-F中象碳原子一样可以产生四方畸变t1)。假设氢原 子在金属玻璃中也产生四方畸变，金属玻璃为连续弹性休，氢原子和金属玻璃中的缺陷结合 形成的弹性偶极子是各自弹性偶极子的线性叠加。由滞弹性弛豫理论，在品体中点缺陷弛豫的 必要条件是缺陷对称操作低于晶体对称操作，即缺陷应力应是【型的剪应力。具有水静压的 I型应力的缺陷不可能产生弛豫9)。在金属玻璃中p、缺陷产生水静压，x缺陷产生剪应 力(8)。如果氢原子和p、n缺陷结合形成弹性偶极子，则P、n缺陷对△2没有贡献，而且p、n 缺陷发生复合或膨胀缩小等变化也不会影响△入。然而氢原子和π缺陷结合形成的弹性偶极 子，其△将受π缺陷变化的影响。如果x缺陷剪应力增加导致△变大，则可以较好地解释 本实验观察到的反常弛豫强度现象。 以上分析表明，本文提出的t缺陷增加Soek弛豫模型即是：金属玻璃中具有低对称性 的剪应力x缺陷和氢原子结合成的弹性偶极子的应力再取向，是Soek-H弛豫的主要因素， 当π缺陷发生变化时，可出现反常弛豫强度。 3总 结 金属玻璃中低温含氢内耗是Snok型弛豫，即是τ缺陷和氢原子结合成的弹性偶极子的 应力再取向。使用x缺陷增强Soek弛豫模型解释了反常弛豫现象。实验中观察到的反常模 量亏损现象有待进一步研究。 参考文献 1 Dufresne J F,Seeger A,Groh P and Moser P.Phys,Stat,Sol.(a) 1976;36:579 2 Berry B S Pritchet W C and Tsuei CC.Phys,Rev.Let,1978;41:410 3 Berry B S and Prilchet W C.Scripta Metall.1981:15:637 4 Mo C M and Moser.Phys.Stat.Sol.(a)1933;78:201 5蒋方忻，吴如军，徐炎，杨国斌。北京钢铁学院学报，1987；S(1):92 6 Kawamura K,Akira Imai and Hiramatsu K,Tans,of the Japan Inst, of Metals,1983;24:88 7 Kromiiller H.J.Physique,1980;41:C8-618 8 Srolovitz D,Egami T and Vitek V.Phys.Rev.B,1981;24:6936 9 Nowick A S and Berry B S,Anetastic Relaxation in Crystalline So- lids,Academic press,New York and London 1972 10张统一，褚武扬，肖纪美.巾国科学，A1986:16 183

。 、 。 ‘ 。 ‘ 。 经 ’ 、 退 火有大 约 的 缺 陷 复合 〔 ’ 。 由此可以 确定这 种不 受退 火影响的 缺陷和 氢原子 构成 的弹 性偶极子 的应 力再取 向 ， 是 金属玻璃 中低 温 一 弛豫 的主要 因素 。 由‘ 弛豫理论 知 ， △二 。 么元 〔 ’ 。 弛豫强度△与间隙 原子浓度 。 及弹 性偶极子 主 值之差 只的平方成正 比 。 本实验 中发现 升温 中弛豫强度大于 降温过程 的反常 弛豫强度现象 ， 表明 只不是 常 数 ， 即 氢和 缺 陷 构成 的弹 性 偶极子 发生 了变化 。 张统 一 的工作表 明 ， 氢原子 在 一 。 中象碳 原子 一 样可 以 产生 四 方畸 变 〔 ‘ 。 〕 。 假设 氢 原 子在金属 玻璃 中也 产生 四方畸 变 ， 金 属 玻璃 为连续弹 性 体 ， 氢 原子和金 属 玻璃 中的 缺 陷结 合 形成的弹 性偶极子 是 各 自弹 性 偶极 子 的线性 叠加 。 由滞 弹 性 弛豫 理论 ， 在 晶体 中点缺 陷弛豫 的 必要 条件是 缺陷对 称操作 低于 晶体对称操作 ， 即 缺陷 应 力应是 型 的剪 应 力 。 具 有 水静压 的 型应 力的 缺陷不可 能 产生 弛豫 〔 了。 在金 属 玻璃 中 、 缺陷产生 水静压 ， 缺陷 产 生 剪 应 力 〔 日 ’ 。 如 果 氢原 子和 、 缺陷结 合 形成弹性偶 极 子 ， 则 、 缺陷对△只没有 贡 献 ， 而且 、 缺陷发生 复合或 膨胀缩 小 等变化 也不 会影响么之 。 然而 氢原 子和 缺 陷结合形 成 的 弹 性 偶 极 子 ， 其△之将受 缺 陷变化 的影响 。 如 果 缺 陷剪应 力增 加 导致 △只变大 ， 则可 以 较 好 地 解 释 木 实验观 察到 的反 常 弛豫强度 现象 。 以上分 析表 明 ， 本文 提 出 的 缺陷增加 弛豫 模型 即是 金 属玻璃 中具 有 低 对 称性 的剪应 力 缺陷和 氢原 子 结 合成 的弹 性偶 极 子的 应 力再 取 向 ， 是 。 。 一 弛豫 的主 要 因素 ， 当 缺 陷发生变 化 时 ， 可 出现 反常 弛 豫强度 。 总 结 金属 玻璃 中低 温 含氢 内耗是 卿 型 弛 豫 ， 即是 二 缺 陷和 氢原 子结 合成 的弹 性偶 极 子 的 应 力再取 向 。 使 用 缺 陷增强 弛豫 模型解释 了反常 弛豫现象 。 实验 中观 察到 的反 常模 量亏损现象有待进一 步研究 。 参 考 文 献 ， ， 夕 入一 尸 ， ， 夕 。 蒋方忻 ， 吴如军 ， 徐 炎 ， 杨 国斌 北京钢铁 学 院学报 ， 二 ， ， 夕 口“ ， 一 ， 人 了 夕 ， 手 一 刀 尸 芳 ” 夕 ， ， 张统 一 ， 褚武扬 ， 肖纪 美 中国科学 ， 钱