Количественный анализ скачка деформации ползучести b-олова, стимулированного сверхпроводящим переходом

Анотація

Продолжено начатое ранее (В.П. Солдатов и др., ФНТ 27, 1421 (2001)) детальное изучение кинетики нестационарной ползучести монокристаллов чистого b-Sn, стимулированной сверхпроводящим n-s переходом. Образцы были ориентированы для скольжения по системе (100)<010>. В этом случае кинетика ползучести определялась движением дислокаций через барьеры потенциального рельефа Пайерлса. Эксперименты выполнены при температурах T₁ = 1,6 К и T₂ = 3,2 К, меньших критической температуры олова T_с = 3,72 К; n-s и s-n переходы осуществлялись выключением и включением магнитного поля. Подтвержден стадийный характер кривых ползучести de_ns(t) после n-s перехода: при T₁ = 1,6 К выявлены переходная, динамическая и флуктуационная стадии; при T₂ = 3,2 К - переходная и флуктуационная стадии. Изучены зависимости количественных характеристик каждой стадии от величины скорости ползучести в момент n-s перехода и полной предварительной деформации образца. Методом малых догрузок построены макроскопические диаграммы деформирования b-Sn при указанных температурах и определены коэффициенты деформационного упрочнения, характеризующие интенсивность упрочнения на макромасштабном уровне. В Приложении изложена теория низкотемпературной ползучести металлов, обусловленной квантовым (туннельным), динамическим и термически активированным движением дислокаций в потенциальном рельефе Пайерлса. Проведено сопоставление с теорией особенностей и характеристик динамической и флуктуационной стадий кривых ползучести олова de_ns(t), зарегистрированных в экспериментах. Установлен квантовый характер флуктуационной стадии ползучести олова в изученном температурном интервале. В результате анализа кривых ползучести получены оценки для коэффициента деформационного упрочнения на макро- и микромасштабном уровнях, выявлено и обсуждено различие интенсивностей упрочнения на макро- и микромасштабном уровнях. Установлено, что нестационарная ползучесть b-Sn в области температур жидкого гелия обусловлена низкоэнергетическими дислокационными процессами, которые связаны с туннельным преодолением эффективных потенциальных барьеров величиной порядка 10^-3 эВ.