Низкотемпературный пик внутреннего трения в высокоэнтропийном сплаве Al0,5CoCrCuFeNi

Анотація

Досліджено динамічну пружність і внутрішнє тертя високоентропійного сплаву Al_0,5CoCrCuFeNi у широкому інтервалі низьких температур 4,2–300 К. В експериментах вивчались коливання вигину на частоті 530 Гц тонких пластин у двох структурних станах: зразки виготовлені після кристалізації литого сплаву I; ті ж зразки після тривалого високотемпературного відпалу II. Для цих структурних станів одержано та проаналізовано температурні залежності внутрішнього тертя Q^-1(T) − і динамічного модуля Юнга E(T). У стані I обидві залежності — монотонні функції без яких-небудь особливостей: при охолодженні внутрішнє тертя зменшується від Q_I^-1(T=300 К)≃10^-3 до Q_I^-1(T=4,2 К)≃10^-4, а модуль Юнга зростає від E_I(T=300 K)≃180 ГПа до E_I(T=4,2 K)≃190 ГПа. Перехід у стан II призводить до появи на залежності Q_II^-1(T) піка висотою приблизно 10⁻⁴ з центром при T_p ≃ 228 K без істотних змін внутрішнього тертя при інших температурах. Модуль Юнга E_II(T) значно зростає (в середньому на 20%) при усіх значеннях температури, а поблизу T_p ≃ 228 K на залежності E_II(T) виникає пологий виступ висотою ΔE_II≈ 0,3 ГПа ≈10^-4 E_II(T = 4,2К). Статистичний та термоактиваційний аналіз аномалій в’язко-пружних властивостей сплаву поблизу T_p ≃ 228К відповідно до розробленого раніше алгоритму [В.Д. Нацик, Ю.A. Семеренко, ФНТ 42, 185 (2016)] привів до висновку, що ця аномалія обумовлена резонансною взаємодією пружних коливань пластини з динамічними процесами у системі дислокаційних релаксаторів — термічно активованих відривів дислокаційних сегментів від локальних дефектів [M. Koiwa and R.R. Hasiguti, Acta Met. 13, 1219 (1965)]. Високотемпературний відпал литого сплаву призводить до значних змін морфології та дислокаційної структури зразків, а наслідком цього є значне зростання їх пружності (модуля Юнга) та появи піка внутрішнього тертя в області помірно низьких температур. Властивості цього піка аналогічні властивостям піків Хасігуті або β-піків у простих металах з ГЦК та ОЦК решітками.