Untersuchung atomarer Fehlstellen in verformtem und abgeschrecktem Silber

Abstract

Die Erholung von Silber (Reinheitsgrade 99,9%, 99,999%) wurde mit Hilfe des elektrischen Widerstandes nach Verformen oder Abschrecken im Temperaturgebiet zwischen −40 °C und 250 °C untersucht. Nach Abschrecken wurden zwei Erholungsstufen gefunden. Der erste Erholungsprozes (Stufe IV) erfolgt im Temperaturgebiet zwischen 50 °C und 130 °C und ist durch eine Aktivierungsenergie von 0,88 ± 0,03 eV charakterisiert. Er wird auf das Ausheilen von Leerstellen zuruckgefuhrt. Oberhalb 130 °C (Stufe Va) wurde ein weiterer Erholungsprozes festgestellt, der durch eine Aktivierungsenergie von ungefahr 1,3 eV bestimmt ist. Dieser Erholungsprozes ist wahrscheinlich auf das Losreisen der Leerstellen von Verunreinigungen zuruckzufuhren. Nach Kaltverformen wurden drei Erholungsstufen gefunden. Im Temperaturgebiet zwischen −40 °C und − 10 °C wird Stufe III beobachtet (Aktivierungsenergie 0,60 ± 0,05 eV), welche wir auf das Ausheilen von Zwischengitteratomen zuruckfuhren. Stufe IV (Aktivierungsenergie 0,88 ± 0,04 eV) liegt nach Verformen in nahezu dem gleichen Temperaturgebiet wie Stufe IV nach Abschrecken und wird deshalb ebenfalls der Leerstellenausheilung zugeordnet. Stufe V (oberhalb 70 °C) ruhrt vermutlich von der Umordnung und dem Ausheilen von Versetzungen her. Die charakteristischen Grosen von Leerstellen in Silber werden quantitativ abgeschatzt und eine genauere Beschreibung der Erholungskinetik gegeben. Aus diesen Untersuchungen kann geschlossen werden, das wahrend des Erholungsvorganges zahlreiche Senken fur Leerstellen, hauptsachlich Leerstellenagglomerate, gebildet werden. Auserdem wird auf Grund derartiger Abschatzungen das Vorhandensein einer Energieschwelle nahegelegt, die zwei Leerstellen vor ihrer Vereinigung zu einer Doppelleerstelle zu uberwinden haben. The annealing of quenched or cold-rolled silver (purities 99.9%; 99.999%) was studied in the temperature range from −40 °C to 250 °C by electrical resistivity measurements. After quenching, two distinct recovery processes were found. The first recovery stage (stage IV) occurred between 50 °C and 130 °C with an activation energy of 0.88 ± 0.03 ev, which is attributed to the migration of vacancies. A second recovery process was observed above 130 °C (stage Va) with an activation energy of about 1.3 ev, and is presumably related to the interaction between vacancies and impurities. After cold-rolling, three recovery stages were found. Between −40 °C and − 10 °C stage III recovery took place, which is attributed to interstitial migration (activation energy: 0.60 ± 0.05 ev). Stage IV (activation energy: 0.88 ± 0.04 ev) occurred in nearly the same range as stage IV after quenching, and is therefore also attributed to vacancy migration. Stage V (above 70 °C) is thought to be due to the rearrangement and annihilation of dislocations. The properties of vacancies in silver are evaluated quantitatively. A detailed discussion of the annealing kinetics after quenching indicates that during the annealing process a rather high density of vacancy sinks, presumably vacancy clusters, is formed. Furthermore, it is deduced that an energy barrier for divacancy formation exists in the approach of two vacancies.