Strain amplitude dependent internal friction in zone-refined aluminum, containing silver and copper as impurities, was measured as a function of hydrostatic pressure with cold-work as an additional parameter. Using a modification of the torsional pendulum apparatus, the measurements were conducted at room temperature under forced vibrations with a frequency of 8.3 x 10-j Hz. For a given strain amplitude the damping was found to decrease as pressure increased, the magnitude of the drop being dependent on the strain amplitude. At a strain of approximately 10d5 damping changes of the order of -lo-" kbar-' were observed. The dislocation damping theory by Granato and Liicke. well suited to describe the strain amplitude dependence at constant pressure, is used to predict the pressure dependence of the damping. The theory predicts the observed trends of the damping changes due to pressure, if it is assumed that the pressure response of the impurity atoms is governed by the bulk modulus of the impurity material. The measured changes, however, were two to three times larger than the predicted ones. It is suggested that the lack of treatment of thermally activated depinning in the theory is a possible reason for these discrepancies. The cold-work condition of the specimens also appears to have affected the magnitudes of the changes in internal friction, but the data is not conclusive in this regard.
R&sum&On a mesurt le frottement interieur d&pendant de l'amplitude de la deformation, en fonction de la pression hydrostatique, dans de I'aluminium de fusion de zone contenant des impure& d&gent et de cuivre, l'ecrouissage &ant un paramttre supplimentaire. On a effectue les mesures a temperature ambiante, avec des vibrations for&es de frequence 8.3 x lo-'Hz, a l'aide dun pendule de torsion modifit. L'amortissement correspondant a une amplitude de deformation donnte diminue lorsqu'on augmente la pression, la valeur de la diminution dependant de l'amplitude de la deformation. Pour une deformation de IO-' environ, on a observe des changements de I'amortissement de l'ordre de -10m4 kbar-i. On utilise la theorie de Granato et Liicke de l'amortissement nar les dislocations. qui decrit commodtment la variation (a pression constante) en fonction de l'amplitude de la deforma: tion, pour prCvoir la variation de l'amortissement en fonction de la pression. Cette theorie prtvoit la tendance observie dans les variations de l'amortissement avec la pression, en supposant que la rtponse a la pression des atomes dimpure& est gouvernee par le module de compressibilite de l'impurete. Les changements mesures sont cependant 2 a 3 fois plus grands que les changements p&us. Ces differences proviennent sans doute du fait que le modele ne tient pas compte des desancrages thermiquement activts. 11 semble egalement que l'ttat d'tcrouissage des tchantillons influe sur la grandeur des variations du frottement interieur, mais nos risultats ne permettent pas de conclure sur ce point.
Zusammenfassung-Die von der
Dehnungsamplitude abhlngige innere Reibung in reinem Aluminium mit Silber-und Kupferfremdatomen wurde in Abhangigkeit vom hydrostatischen Druck gemessen. Die Kaltverformung tritt als zusltzlicher Parameter auf. Die Messungen wurden mit einer Abwandlung des Torsionspendels bei Raumtemp-aratur und unter erzwungenen Schwingungen mit einer Frequenz von 8, 3 x lo-" Hz durchgefuhrt. Bei konstanter Dehnungsamplitude nahm die Dlmpfung mit zunehmendem Druck ab. Die G&se der Abnahme hing von der Grijsse der Dehnungsamplitude ab. Bei einer Dehnung von etwa 10-s wurden Dimpfungslnderungen in der Grijssenordnung von lo-'kbar-' beobachtet. Die Theorie der Versetzungsdlmpfung von Granato und Liicke, die das Dlmpfungsverhalten bei konstantem Druck gut beschreibt, wurde zur Bestimmung der Druckabhlngigkeit der inneren Reibung benutzt. Die Theorie bestiitigt die beobachteten Trends in den druckbedingten Dlmpfungslnderungen, wenn vorausgesetzt wird, dass das Druckverhalten de! Fremdatome durch den Kompressionsmodul des Fremdmaterials bestimmt ist. Die gemessenen Anderungen waren jedoch das zweibis dreifache der theoretischen. Als ein miiglicher Grund fir diese Abweichungen wird die Vernachlbsigung von thermisch bedingten Entkopplungen von Versetzungen und Fremdatomen angefuhrt. Die Kaltverformung scheint die Dampfungslnderung ebenfalls beeinflusst zu haben, die Messwerte lassen jedoch keinen Schluss in dieser Hinsicht zu. * Paper is based on a Ph.D. dissertation by H.J.G.