KIP-Veröffentlichungen

Jahr 2014
Autor(en) Benedikt Frey
Titel Niederfrequente akustische Messungen des massiven metallischen Glases AuAgPdCuSi im Temperaturbereich von 78 bis 300 Kelvin
KIP-Nummer HD-KIP 14-122
KIP-Gruppe(n) F3
Dokumentart Bachelorarbeit
Abstract (de)

Im Rahmen dieser Arbeit wurden niederfrequente Messungen mit einem mechanischen Oszillator durchgeführt. Dabei wurde ein Double Paddle Oscillator aus dem massiven metallischen Glas Au49Ag5,5Pd2,3Cu26,9Si16,3 verwendet, welcher sich durch eine Vielzahl an Moden und durch niedrige Dämpfungsverluste durch die Einspannung auszeichnet. Sowohl die innere Reibung, als auch die relative Schallgeschwindigkeitsänderung konnten erstmals in einem Temperaturbereich von 78K bis 300K präzise untersucht werden. Hierfür wurde das Experiment an ein Kältebad gekoppelt und mit einem Widerstandsheizer auf der gewünschten Temperatur gehalten. Detektion und Anregung der Schwingung erfolgten kapazitiv. Die relative Schallgeschwindigkeitsänderung weist von 195K bis 280K einen zur Temperatur proportionalen Bereich auf. Messungen inneren Reibung dienen zur Untersuchung von Relaxationsvorgängen. Im Bereich von 120K bis 170K wird ein lokales Maximum und Minimum in der inneren Reibung beobachtet. Für das Minimum kann eine Aktivierungsenergie von 1,15 eV ermittelt werden. Das Maximum weist eine negative Aktivierungsenergie auf, was auf eine Superposition von mindestens zwei Relaxationsvorgängen schließen lässt.

Abstract (en)

Within the framework of this thesis low frequency measurements with a mechanical oscillator were carried out. For this purpose, a Double Paddle Oscillator made of the bulk metallic glass Au49Ag5,5Pd2,3Cu26,9Si16,3 was used, which is characterized by a variety of modes and low damping rates due to the clamp. Both internal friction and relative change of sound velocity were determined precisely in the temperature range from 78K up to 300K for the first time. The experiment was linked to a cooling bath and stabilized with a resistance heater at the desired temperature. Detection and excitation of the oscillations were done capacitively. The relative change of sound velocity bewteen 195K and 280K is proportional to the temperature. Measurements of the internal friction investigate relaxation processes. Between 120K and 170K a local maximum and minimum of internal friction was observed. For the minimum one can determine an activation energy of 1,15 eV. A similar behavior of internal friction in a Zirconium based bulk metallic glass has been verified before. For the maximum a negative activation energy was determined which could be explained by the presence of at least two relaxation processes.

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