Анотація до роботи:

Семеренко Ю.О. Вплив випадкових структурних неоднорідностей на параметри низькотемпературної акустичної релаксації в ОЦК металах. – Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.07 – фізика твердого тіла. Фізико-технічний інститут низьких температур
ім. Б.І. Вєркіна НАН України, Харків, 2002 р.

У роботі експериментально досліджено і теоретично описано вплив змін дислокаційної структури на параметри низькотемпературного a-піка внутрішнього тертя і відповідного йому дефекта модуля Юнга в монокристалах високочистого заліза та моно- і полікристалах ніобію. Встановлено, що термоциклювання, пластична деформація та низькотемпературний відпал призводять до якісно еквівалентних змін параметрів a-піка вивчених ОЦК металів. Виявлено "концентраційний" ефект, що полягає у впливі вмісту домішок на параметри a-піка в ніобії.

Теоретично розглянуто вплив випадкових структурних неоднорідностей на умови протікання та параметри низькотемпературного термічно активованого релаксаційного резонансу. Доведено, що збільшення температури локалізації та уширення a-піків внаслідок пластичної деформації, а також повернення цих властивостей при низькотемпературному відпалі, пов`язані зі зміною параметрів статистичного розподілу енергії активації та об`ємної густини елементарних релаксаторів.

Встановлено мікроскопічний механізм a-піка в ніобії - резонансну взаємодію пружних коливань з процесом термічно активованого зародження пар кінків на дислокаційних сегментах, що лежать в долинах потенційного рельєфу Пайерлса.

У дисертаційній роботі систематично експериментально встановлені властивості a-піків у двох типових ОЦК металах – залізі і ніобії.

Запропоновано послідовну і несуперечливу статистичну інтерпретацію виявлених ефектів, що ґрунтується на припущенні про термоактивований характер релаксаційного процесу, відповідального за появу a-піків, і про наявність статистичного розподілу значень енергії активації цього процесу з функцією розподілу квазігауссового типу.

Розвинута в роботі статистична теорія термічно активованого релаксаційного резонансу може бути використана при інтерпретації релаксаційних резонансів різної фізичної природи (механічної, магнітної та електричної).

Запропоновано метод і детально розроблена процедура чисельного аналізу експериментальних результатів, що дозволяють одержувати емпіричні оцінки значень енергії активації, її дисперсії, періоду спроб і сили релаксації, що відповідають різним структурним станам матеріалу, виходячи з аналізу параметрів релаксаційного резонансу.

Виявлено і пояснено в рамках запропонованої теорії високу структурну чутливість параметрів a–піків у ніобії і залізі. Показано, що структурна чутливість a–піків може бути інтерпретована як залежність параметра дисперсії, що характеризує ступінь статистичного розкиду енергії активації, від зовнішніх факторів (пластична деформація, вплив термічних напружень, опромінення і т.д.), що змінюють розподіл локальних структурних неоднорідностей і полів внутрішніх напружень усередині кристала. Отримано емпіричні оцінки параметрів елементарних релаксаторів, що визначають a-піки в Nb і Fe, а також відповідні їм значення сили релаксації і дисперсії енергії активації

Виявлено і пояснено вплив вмісту домішок на параметри a-піка в Nb, запропоновано мікроскопічну інтерпретацію піка.

Основні результати дисертації опубліковано в таких роботах:

1. Нацик В.Д., Паль-Валь П.П., Паль-Валь Л.Н., Семеренко Ю.А. Влияние пластической деформации на форму и параметры низкотемпературного пика внутреннего трения в ниобии // ФНТ.
– 1999. – Т.25, №7. – С.748-757.

2. Pal-Val P.P., Pal-Val L.N., Natsik V.D., Semerenko Yu.A. Effect of plastic deformation on the parameters of the relaxation peak in niobium in the temperature range 180-220K // Proc. 12^th Int. Conf. Internal Friction & Ultrasonic Attenuation in Solids. Buenos Aires, Argentina, July 19-23, 1999.
– Oxford – New York – Toronto: Pergamon Press. – 1999. – P.115.

3. Natsik V.D., Pal-Val P.P., Pal-Val L.N., Semerenko Yu.A. Change of parameters of relaxation peak in niobium due to plastic deformation and low-temperature recovery // Матеріали 20-ї міжнародної конференції "Релаксационные явления в твердых телах". Воронеж, Росія, 18-23 жовтня, 1999.
– С.54.

4. Нацик В.Д., Паль-Валь П.П., Паль-Валь Л.Н., Семеренко Ю.А. Статистический анализ низкотемпературного a-пика внутреннего трения в монокристаллах железа // ФНТ. – 2000. – Т.26, №7.
– С.711-720.

5. Семеренко Ю.А., Нацик В.Д., Паль-Валь П.П., Паль-Валь Л.Н. Влияние статистического разброса энергии активации элементарных релаксаторов на условия релаксационного резонанса
// Конденсированные среды и межфазные границы – 2001. – Т.3, №3. – С.293-296.

6. Нацик В.Д., Паль-Валь П.П., Паль-Валь Л.Н., Семеренко Ю.А Низкотемпературный a-пик внутреннего трения в ниобии и его связь с релаксацией кинков на дислокациях // ФНТ. – 2001.
– Т.27, №.5 – С.-547-557.

7. Семеренко Ю.А., Нацик В.Д., Паль-Валь П.П., Паль-Валь Л.Н. a-пик внутреннего трения в ниобии и его связь с релаксацией пар кинков на дислокациях // Матеріали 5-ї міжнародної конференції "Физические явления в твердых телах". Харків, Україна, 25-26 жовтня, 2001.
– С.55.

8. Семеренко Ю.А., Нацик В.Д., Паль-Валь П.П., Паль-Валь Л.Н. Структурная чувствительность параметров низкотемпературного акустического релаксационного резонанса в монокристаллах высокочистого железа // Матеріали 10-ї міжнародної конференції "Взаимодействие дефектов и неупругие явления в твердых телах". Тула, Росія, 13-15 листопада, 2001. – С.79.

9. Семеренко Ю.А., Нацик В.Д., Паль-Валь П.П., Паль-Валь Л.Н. Исследование релаксации пар кинков на дислокациях в кристаллах ниобия различной чистоты // Матеріали 10-ї міжнародної конференції "Взаимодействие дефектов и неупругие явления в твердых телах". Тула, Росія,
13-15 листопада, 2001. – С.32.

10. Семеренко Ю.А., Нацик В.Д. Статистический анализ релаксационных пиков: новый метод определения энергии активации и периода попыток с учетом случайного разброса этих параметров // Матеріали 10-ї міжнародної конференції "Взаимодействие дефектов и неупругие явления в твердых телах". Тула, Росія, 13-15 листопада, 2001. – C.49.

Список використаних джерел:

1. Нацик В. Д., Паль-Валь П. П., Смирнов С. Н. К теории составного пьезоэлектрического вибратора // Акустический журнал – 1998. – V.49, №5. – C.640-647.

2. Новик А., Берри Б. Релаксационные явления в кристаллах. - М.: Атомиздат, 1975. – 472 с.

3.Seeger A., estak B. Microstrain and dislocation relaxations in BCC metals // Scripta Metall. – 1971.
– V.5, №10. – P.875-882.

4. Постников В. С. Внутреннее трение в металлах. - М.: Металлургия, 1974. – 351c.

5. Зегер А., Шиллер П. Перегибы на дислокациях и их влияние на внутреннее трение в кристаллах // Физическая акустика. – М.: Мир, 1969. Т. III, Ч. А. – С.428-573.

6. Engelke H. Ein Diffusionsmodell zur Behandlung der friction Doppelkinkrelaxation in kubisch-flдchenzentrierten Metallen // Phys. Stat. Sol. – 1969. – V.36, №1. – P.231-244.

7. Engelke H. Die Deutung sekundдrer Eigenschaften des Bordoni-Maximums in einem Mehrmuldenmodell der Doppelkinkrelaxation // Phys. Stat. Sol. – 1969. –V.36, №1. – P.245-259.