Inhomogeneous positron trapping in fatigued alumin

Authors: HE Hjelmroth J G Rasmussen J Träff

Publish Date: 2007/10/23

Volume: 41, Issue: 1, Pages: 284-304

PDF Link

Abstract

Surface fatigue phenomena have been studied in 999999 aluminum singlecrystal cantilever beams subjected to reverse bending by using positron annihilation and Xray diffraction techniques The coincidence of about the same penetration depth of the surface fatigue damage and of the positrons resulted in a very high sensitivity of the positron technique which combined with Xray diffraction yielded information after single fatigue cycles for a fatigue life of about 107 cycles A linear positron trapping model based on an inhomogeneous distribution of two different types of traps has been developed by using and extending the principles of the simple linear trapping model for one type of traps The lifetimes and the relative integrated intensities at annihilation of positrons in pairs of aluminum singlecrystal specimens were measured as functions of the number of fatigue cycles during the fatigue hardening stages I and II the two crystals being subjected to the same strain amplitude of 017 Correlation between the positron results and the corresponding spots of von Laue backreflections was obtained In early stages of fatigue two characteristic position lifetimes the first being 215±15 ps and the second varying during fatigue from 230 ps to 260±15 ps have been found and have been interpreted to originate from trapping of positrons at dislocation jog elements and voids/vacancy dipoles respectivelyИспользуя анализ аннигиляции позитронов и дифракции рентгеновских лучей исследуются поверхностные усталостные явления в монокристалле 999999 алюминия Совпадение почти одинаковой глубины проникновения для поверхностных усталостных повреждений и для позитронов измеренное при очень высокой чувствительности позитронной техники которая объединяется с техникой дифракции рентгеновских лучей дает информацию об отдельных циклах усталости для полного времени 107 циклов Развивается линейная модель позитронных ловушек основанная на неоднородном распределении двух различных типов ловушек При выводе используются и обобщаются принципы простой линейной модели ловушек с одним типом ловушек Были измерены времена жизни и относительные интегральные интенсивности аннигиляции позитронов на пары в монокристаллических образцах алюминия как функции числа циклов усталости Получена корреляция между позитронными результатами и соответствующими пятнами для обратных отражений фон Лауэ На ранних стадиях усталости были обнаружены два характерных времени жизни позитронов первое составляет 215±15 пс а второе изменяется в зависимости от усталости от 230 пс до 260±15 пс Предполагается что эти результаты связаны соответственно с захватом позитронов на ступеньках дислокаций и на пустоты/вакансииSi sono studiati fenomeni di fatica superficiale in travi a mensola di monocristalli di alluminio al 999999 soggetti a flessioni opposte usando tecniche di diffrazione dei raggi X e di annichilazione di positoni La coincidenza di quasi la stessa profondità di penetrazioni del danno della fatica superficiale e dei positoni ha portato a una sensibilità molto alta della tecnica dei positoni che combinata con la diffrazione dei raggi X ha fornito informazioni dopo singoli cicli di fatica relative a una durata di fatica di circa 107 cicli Si è sviluppato un modello lineare di intrappolamento del positone fondato su una distribuzione non omogenea di due diversi tipi di trappole usando ed ampliando i principi del modello di intrappolamento lineare semplice per un solo tipo di trappola Si sono misurate le vite medie e le relative intensità integrate ad annichilazione dei positoni in paia di campioni di alluminio a monocristalli in funzione del numero di cicli di fatica durante gli stadi I e II dell’indurimento per fatica i due cristalli essendo soggetti alla stessa intensità di sforzo dello 017 Si è ottenuta correlazione tra i risultati relativi ai positoni e le corrispondenti macchie delleriflessioni di von Laue Nei primi stadi della fatica si sono trovate due caratteristiche vite medie del positone la prima di 215±15 ps e la seconda che varia durante la fatica da 230 ps a 260±15 ps si è interpretato che esse originano dall’intrappolamento di positroni su elementi di gioghi di dislocazione o dipoli vuoto/vacanza rispettivamente

Keywords: