Mechanische Spektroskopie an Eisen-Aluminium und an Polymerschichten

Nagy, Attila

Mit Hilfe einer Vibrating-Reed-Apparatur wurden die Temperatur- und Magnetfeldabhängigkeit der inneren Reibung und des elastischen Moduls von massiven Proben aus Fe3Al intermetallischen Verbindungen und von dünnen Polyphenylenvinylen (PPV)-Schichten überwiegend auf Substraten aus Si untersucht. Fe3Al Proben mit unterschiedlicher C-Konzentration zeigen die erwartete Änderung des Snoek-Peaks (500 K, 350 Hz). Nach dem Abschrecken in Wasser nimmt die Höhe des Snoek-Peaks zu, nach dem Anlassen nimmt sie wieder ab, indem die frei beweglichen interstitiellen C-Atome als Carbide oder durch Leerstellen eingefangen werden. Die Änderungen des Youngschen Moduls mit der Temperatur, mit dem Magnetfeld (DE-Effekt) und mit der Kristallorientierung wurden auch gemessen. Darüber hinaus wurde der Effekt der plastischen Verformung untersucht, die einen zusätzlichen Tieftemperaturpeak (190 K, 350 Hz) hervorruft. Außerdem werden kurz die Beobachtungen zum Zener-Peak (900 K, 350 Hz) und zu einem weiteren sog. X-Peak (720 K, 350 Hz) aufgeführt. Für die dünnen PPV-Polymerfilme auf Si-Substraten wurden Messungen zur inneren Reibung (Relaxations- und Umwandlungsprozesse) und zum elastischen Modul (Schwingungsfrequenz) in einem Temperaturintervall von 90 K - 570 K vorgenommen (1 K/min). Die Dämpfungsspektren vor und nach dem Konvertieren des Precursor-Materials zeigen drei charakteristische Dämpfungsmaxima, die g- and b-Relaxationen sowie der strukturellen Änderung (Konversion) zugeordnet werden können.

The vibrating-reed technique has been applied to investigate the temperature and magnetic field dependencies of internal friction and elastic modulus for ferromagnetic Fe3Al and thin layers of polyphenylenevinylene (PPV) deposited onto microfabricated Si cantilevers. Specimens of Fe3Al with different content of Carbon show the expected variation of the Snoek-Peak (500 K, 350 Hz) which changes its height drastically from heating to the cooling run, and can be reproduced in its original height by a quenching treatment, indicating some immobilization and remobilization of Carbon interacting with vacancies. The elastic modulus shows a pronounced DE-effect, its temperature dependence changing with thermal treatments, in particular during applied magnetic field. The effect of cold working has also been studied, a pronnounced peak (190 K, 350 Hz) occurring after plastic deformation. Furthermore observations of the Zener-Peak (900 K, 350 Hz) and of another so-called X-Peak (720 K, 350 Hz) are shown. The temperature dependence of vibration frequencies (elastic moduli) and internal friction (relaxation processes, transformations) of the PPV-layers was measured during temperature cycling programs between 90 and 540 K at a rate of 1 K/min. The damping spectrum of the precursor polymer is compared with that after structural transformation (conversion of the polymer) at elevated temperatures, indicating g- and b-relaxations as well as a peak due to structural change (conversion).

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Nagy, Attila: Mechanische Spektroskopie an Eisen-Aluminium und an Polymerschichten.

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