厚壁钢管位错的增殖和攀移将会提供一破损前的反冲电子流

反冲电子发射法(Exo-Electron Emission)厚壁钢管反冲电子发射这一术语首先为Kramer(75)用来叙述电子从不锈钢管新磨面的暂时发射。在Kramer的研究进行之后约20年的今天,我们知道,这种发射与表面层(如氧化层)的出现或成长有关,源本光电发射,并以诸如不锈钢管氧化界面附近的位错等方式与结构缺陷的产生和退火(annealing)相关联。当然,这种缺陷(特别是能观察到带有反冲电子发射的缺陷)与塑性变形有关联,这就促使一些工作者将反冲电子现象用于疲劳方面的研究。提出:如果在位错与反冲电子发射之间存在一定关系,则位错的增殖和攀移将会提供一破损前的反冲电子流,它可用作破裂的预兆。的新近论文提供了沿此途径的一个适宜的工作摘要。较早评论是比较广泛的,它涉及到有关磨损、淬火、辐照及塑性变形的影响。

所观察到的效应简略地介绍了电子发射数与未退火不锈钢管洁净面暴露于氧中时间的关系。发射的衰变时间随试验条件的不同可从几秒变至数百秒,厚壁钢管在循环疲劳试验中,峰值发射率可能有100电子/厘米2秒的数量级.

在过去,由于低的发射率及需要高真空,使反冲电子测量的利用只限于试验室研究。极小电流(10拍安)测量技术的新近进展,已有可能探测空气中的反冲电子,并展示出反冲电子效应终将会用于实际的疲劳探测。现在,似乎有必要相当大地提高试样温度和用紫外线照射表面。这种探测器的设计是由Hoenig提出的。

阳电子衰变(Positron Decay)-虽然阳电子湮没试验在1950年前后即已用于研究费米(Fermi)面,但近至1964年,这种技术尚未用于不锈钢管机械变形的研究。通常,这种试验是通过监控靠近阳电子源(如放射性同位素Na22)的研究试样来完成的。进入不锈钢管的阳电子与自由电子或某些核心电子交互作用而为其所湮没,并导致Y射线的发射。对所发射Y射线的测量,可得出有关参与电子的线动量分布或入射阳电子平均生存时间的信息。

关于参与电子的动量分布信息,可从厚壁钢管湮没Y射线的角相关测量来获得。Dekhtyar等于1964年报导了在“因瓦钢”中利用这种方法找出的塑性变形对阳电子湮没的影响。利用延迟重合法测量阳电子生存期,新近已用于变形不锈钢管。在这种方法中,从Na22源迅速发射出的Y射线(在每一个阳电子发射后3微微秒)被用来触发一个符合电路,这就提供了一个方法来测量从被试材料发射湮没Y射线的时间延迟。来自这种湮没过程的Y射线所具有的能量,与阳电子源所发射的不同。

关于厚壁钢管周期变形对阳电子生存期影响的工作报告,是首先由GrosskreutzMillej1968年提出的。这在一些研究者间,看法似乎是比较一致的。GrosskreutzMillet认为,阳电子在位错中心(位错附近的高畸变区)或空位处或两者兼有的地方可被捕捉。如果存在这种情况,则阳电子衰变率似乎有可能因循环变形而改变。报告结果的转载。该图表明,对于厚壁钢管中纯铜,在最大表面应变约为±0.0028的情况下作往复弯曲循环变形时,阳电子生存期增加13毫微秒。纯铝中也获得类似的情况。另外,他们发现,变形材料(铜试样)不管在室温下时效若干天,还是在3750C下退火15分钟,衰变曲线均可产生变化。GrosskreutzMillet相信,退火试验证实了较大的阳电子生存期起因于位错。

虽然利用阳电子湮没于疲劳损伤的评价在现时完全是探索性的,但是,重要的是应该看到利用这种技术作为晶体缺陷(如位错及空位)的一种探测方法的可能性。用退火及经疲劳的铜所作的阳电子衰变曲线http://www.gbt14976.com/Info/View.Asp?id=412

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