晶界内耗研究的进展

作者：孔庆平; 方前锋; 蒋卫斌; 崔平

来源：物理学进展, 2016, 36(02): 46-63.

DOI：10.13725/j.cnki.pip.2016.02.002

• 内耗
• 晶界
• 双晶
• 竹节晶
• 多晶
• 耦合效应
• 补偿效应

固体在机械振动过程中由于材料内部原因引起的能量损耗称为内耗。晶界内耗峰是我国科学家葛庭燧于1947年用他发明的"葛氏扭摆"在多晶纯铝中发现的。晶界内耗峰和相关的滞弹性效应可以用滞弹性理论和粘滞性滑动模型给予合理的解释。这个内耗峰已被广泛地用来研究晶界的动力学行为,杂质在晶界的偏聚,以及材料科学中相关的问题。以往晶界内耗的研究大多数是用多晶试样进行的,其中包含了不同类型晶界的贡献。由于不同类型晶界的结构和性质不同,因而多晶试样中的晶界内耗只能反映不同晶界的"平均效应",它的具体机制也难以解释清楚。二十一世纪以来,人们对双晶试样(其中只包含单一晶界)中的晶界内耗进行了比较细致的研究。实验结果表明,晶界内耗可以反映不同类型晶界的"个性",因而可以应用于"晶界的设计和控制"(或称"晶界工程")。此外,新近还发现了晶界内耗中的"耦合效应"和"补偿效应"。这些发现加深了对晶界内耗机制的认识。本文首先对以往多晶试样中的晶界内耗研究做一个简要的概述,然后介绍近年来双晶试样中晶界内耗研究的新进展,并对晶界内耗的微观机制和应用前景进行分析和展望。

• 出版日期2016
• 单位中国科学院固体物理研究所