纯镁和纯铜的晶体生长以及纯铜晶界内耗的研究

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1、圆幽密级：中国科学院大学UniversityofChineseAcademyofSciences硕士学位论文作者姓名：丑壬逝指导教师：割蓬松研究员，整；卫越副班究虽生国型堂院金胆堑厦型堂班究院学位类别：王堂亟±学科专业：挝抖物理生化堂培养单位：生国秘堂院金星巴物厦科堂班究院2013年5月ThegrowthofpureMagnesiumandCoppercrystals，andtheinvestigationonthegrainboundaryinternalfrictionofcopperByQianshunDiaoADissertationSubmittedtoUniversityo

2、fChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofMaterialsPhysicsandChemistryHefeiInstitutesofPhysicalScience，ChineseAcademyofSciencesApril，2013lIllIllllIII[IIPllll[[1lll[IIIIY2431241学位论文原创性声明郑重声明：本人呈交的学位论文《纯镁和纯铜的晶体生长，以及纯铜晶界内耗的研究》，是在导师的指导下，进行研究工作取得的成果。论文中所有数据、图片

3、资料均真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有的著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于培养单位，本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。本人签名：盈壬l送日期：冱笸：互12望致谢本论文是在尊敬的刘长松研究员、孔庆平研究员和蒋卫斌副研究员的悉心指导下完成的。三位导师渊博的知识、严谨的科学态度和精益求精的科研精神让我受益终生。值此论文完成之际，我在这里向几位导师表示衷心的感谢。本工作所用的纯铜内耗试样是在蔡民研究员的帮助下制备的。在此衷心感谢他在生活和工作上给予我的无

4、私帮助。衷心感谢方前锋研究员和王先平研究员对本工作给予的指导。衷心感谢水嘉鹏研究员在我工作之初给予的帮助和建议，特别是关于内耗的原理和方法的指导。感谢高俊昌老师、程帜军师兄和郭丽君师姐在实验设备方面提供的大力支持。感谢陈莉、孔明光等老师在样品测试方面给予的热情帮助。感谢本课题组的师兄弟姐妹们：吴学邦、许依春、尤玉伟、孔祥山、刘伟、王华光、柴立臣、李祥燕、宋弛、袁向山、刘旺、李志武对我工作的支持，感谢黄蕾、王宁、孙钦星、范作强、夏艳萍、蒋燕、高瑞在生活和工作上对我的关心。感谢研究生部李家明、张艳丽老师以及其他老师在学习和生活方面给予我的关心和帮助，同时感谢固体所2010级全体同学。感谢固

5、体所的所有团委成员对我的支持和帮助。最后感谢家人对我的照顾、关心和理解，感谢他们二十余载无私的付出，感谢他们给予我精神上的鼓励和支持，使我坚定地完成学业，这份沉甸甸的亲情我会努力去回报!祝愿大家在以后的人生道路上工作顺利，健康快乐!刁千顺2013年4月于科学岛摘要晶界一直是凝聚态物理和材料科学的重要研究对象。内耗谱技术可以在不破坏原有晶界结构的基础上研究晶界滑动和晶界结构的关系。本课题组前期在纯铝多晶和双晶的测量中均观察到了明显的内耗峰，确认了纯铝中晶界内耗峰的存在。为了进一步研究不同晶体结构的材料中晶界内耗的特征，我们生长了纯镁和纯铜的单晶，并制各了纯铜双晶进行晶界内耗测量。本工作第

6、一部分是晶体生长。采用改进的垂直布里奇曼(Bridgman)法，我们利用以硅碳棒为加热元件的晶体生长炉制备了纯镁单晶、纯铜单晶和纯铜双晶。通过不断的摸索，建立了合适的温场和符合要求的坩埚。并讨论了影响晶体质量的因素，其中温场、籽晶、坩埚及生长工艺参数等对生长优质晶体都很重要。本工作第二部分是纯铜单晶、双晶和多晶的晶界内耗研究。实验表明，当纯铜单晶内耗温度曲线上出现微弱的内耗峰(峰高为10-3量级)时，对测量后的单晶试样进行金相观察，发现单晶试样棱角处存在不连续的小晶粒。而当单晶内耗试样上不出现小晶粒时，内耗曲线上就不会出现这样的内耗峰。因此可以认为如果单晶试样在加工及装样过程中引入了内

7、应力，则退火后试样边缘就会产生少量晶界，从而导致内耗曲线上出现微弱的内耗峰。所以真正的单晶不出现内耗峰。将单晶经过大的塑性形变(压缩变形量30％)后高温退火形成的多晶试样中出现了一个明显的晶界内耗峰，峰高为10-2量级，峰宽较宽(D为3．5)。其弛豫激活能约为1．5eV，与文献报道的多晶纯铜的晶界内耗峰的结果类似。双晶中包括以<100>为转轴的对称倾侧晶界(两种取向差分别为：14．50，230)。所测的两种双晶试样中都出现了一个明显的内耗峰，但