Jahr | 2014 |
Autor(en) | Marcel Schrodin |
Titel | Niederfrequente mechanische Spektroskopie am massiven metallischen Glas Zr55Cu30Al10Ni5 im Temperaturbereich von 78 bis 300 Kelvin |
KIP-Nummer | HD-KIP 14-123 |
KIP-Gruppe(n) | F3 |
Dokumentart | Bachelorarbeit |
Abstract (de) | In der vorliegenden Arbeit wurden niederfrequente akustische Messungen mit einem mechanischen Oszillator durchgeführt. Dieser besitzt die Geometrie eines Double Paddle Oscillators, welcher sich durch eine geringe Untergrunddämpfung und eine Vielzahl an Schwingungsmoden im akustischen Frequenzbereich auszeichnet. Die zu untersuchende Probe ist ein massives metallisches Glas der Zusammensetzung Zr55Cu30Al10Ni5. Um die mechanischen Größen wie innere Reibung und relative Schallgeschwindigkeitsänderung in einem Temperaturbereich von 78K bis 300K messen zu können, wurde ein Versuchsaufbau realisiert und der eigentliche Messvorgang weitgehend automatisiert. Während die relative Schallgeschwindigkeitsänderung mit fallenden Temperaturen monoton zunimmt, zeigt die innere Reibung ein deutlich ausgeprägtes Minimum in einem Temperaturbereich von 140K bis 200 K. Diesem Minimum folgt zu tiefen Temperaturen hin ein lokales Maximum, dessen Verhalten gut mit einem Arrheniusmechanismus beschrieben werden kann. Für das Minimum wurde eine Aktivierungsenergie von EA = (0,70 ± 0,15) eV und für das Maximum eine Aktivierungsenergie von EA = (0,36 ± 0,09) eV ermittelt. |
Abstract (en) | In this thesis low frequency acoustic measurements by use of a mechanical oscillator were carried out. The geometry of the oscillator has the shape of a double paddle which excels in a low subsurface damping and a high number of normal modes. The investigated sample consists of a bulk metallic glass made of Zr55Cu30Al10Ni5. To measure the relevant mechanical properties like the internal friction and the relative change of the sound velocity in the temperature range from 78K to 300K an experimental setup has been developed. The measurements resulted in a monotonous increase of the relative change of the sound velocity with decreasing temperature. For the internal friction one can observe a distinct minimum between 140K and 200 K. To lower temperatures, the minimum is followed by a local maximum which can be described by an Arrhenius mechanism. For the minimum of the internal friction one can determine an activation energy of EA = (0,70 ± 0,15) eV and for the maximum EA = (0,36 ± 0,09) eV. |