Изобретение относится к физике твердого тела и физике металлов, в частности к способам изучения механических свойств и структуры методом внутреннего трения микрообъектов, какими являются нитевидные кристаллы и тонкие пленки.
Известны способы нзмерепия виутрепнего трения в массивных образцах R широком диапазоне частот;-0,01 - IQs гц.
Применение этих способов к нзученпю мпкрообъектов, например нитевидных крнсталлов и тонких нленок, связано с принпипиальпымн затруднениями из-за малых размеров изучаемых образцов (диаметр интевиднЕях кристал1 -15 М, а толщина нленок 100-10000 А).
лов
Из литературы известно, что только метод крутильного маятника был достаточно успешно применен для псследования внутреннего трения в нитевидных кристаллах (для тонких иленок он не прнменялся) в инфразвуковом диапазоне.
Целью настоящего изобретения является разработка способа возбуждення и регистрации упругпх колебапий при измерении высокочастотного внутрет1его нитевидных кристаллов н тонких иленок, позволяющего нсСледовать внутреннее трение непосредственно в процессе механических испытаний образцов.
тотного внутреннего трення в нитевидных кристаллах и тонких пленках состоит в том, что образец, жестко закрепленный двумя концами, помещают в постоянное магнитное поле. При пропускании через образец переменного тока ои вследствие взаимодействия проводника с током с внешним магннтным нолем совершает вынужденные ноиеречиые колебания, а нрн пронусканин короткого импульса тока ироисход гг ударное возбужден 1е свободных иоиеречных колебаннй.
Плоскость колебанш всегда нерненД1 кулярна магнитным силовым линиям, поэтому согласно закону электромагнитной индукции в
образце возиикает неременная з.д.с. индукцнн, которая и нозволяет после необходимого усиле1П1я регистрировать амилитуду и частоту поперечных колебапий исследуемого образца, а следовательно, измерять логарифмический декремепт затухания.
Па ()пг. 1 п 2 показаны блок-схемы усгройств пзмерепий согласно предлагаемому способу.
Образец 1 в виде пптн плн тонкой нленкн
поме1цают в зазоре С-образпого постоянного магнита с нанряженностью поля в зазоре ; 10 эрстед п жестко прикрепляют к двум достаточно массивным контактам 2 н 3, один из которых неподвижен н заземлен, а другой изолиВ случае вынужденных колебаний (фиг. 1) переменное напряжение от звукового генератора 4 подается на образец и вызывает вынужденные колебания последнего в плоскости, перпендикулярной магнитным силовым линиям. Вследствие этого меняется площадь контура тока, иересекаемая силовыми линиями, и возникает индуцированная з.д.с., которая складывается с внешним напряжением. Суммарное напряжение, усиленное и продетектированное, подается на са.мопишущий электронный потенциометр 5. Сопротивление 6 служит для согласования звукового генератора с низкоомной нагрузкой. Для записи резонансной характеристики частоту звукового генератора .меняют линейно при помощи устройства 7 для механической девиации частоты, вращающего через фрикционную передачу ручку расстройки генератора синхронно с протяжкой диаграммы лентц на самописце.
Добротность Q определяется как отношение ширины резоиансной характеристики на уровне 0,7 от максимального значения к резонансной частоте.
Для определения логарифмического декремента свободно затухающих колебаний (фиг. 2) через образец от генератора импульсов 8 пропускают короткий импульс тока, периодически повторяющийся во времени.
Происходит ударное возбуждение колебаний образца-струны на его резонансной частоте, которые постепенно затухают. Наведенная нри этом Э.Д.С., прошедшая усилитель 9, наблюдается на экране импульсного осциллографа 10. Известная из теории упругости связь резонансной частоты с геометрическими размерами и натяжением образца позволяет определить величину действующих в образце механических напряжений. Для деформирования образца перемещают контакт 3, величину неремещений которого измеряют.
Предмет изобретения
Способ измерения высокочастотного внутреннего трения в нитевидных кристаллах и тонких пленках, отличающийся тем, что, в целях возбуждения механических колебаний в образце и измерения их затухания при одновременном его деформировании, образец, связанный с калиброванной системой натяжения, помещают в постоянное магнитное ноле и через него пропускают переменный ток, вызывающий поперечные колебания, амплитуду и
частоту которых определяют по индуцированной Э.Д.С., причем мерой внутреннего трения служит добротность или логарифмический декремент возникших поперечных колебаний, а резонансная частота соответствует упругим напряжениям в образце.
