Published August 13, 2021
| Version v1
Publication
Open
A new perspective on the precipitation sequence in a high-purity Al-1.74 at.% Cu alloy by employing positron annihilation spectroscopy: experiment and theory
- 1. Martin Luther University Halle-Wittenberg
- 2. Minia University
- 3. Aswan University
- 4. University of Würzburg
Description
Abstract We study Al-1.74 at.% Cu as a typical binary model alloy to obtain new information on the precipitation sequence. The alloy has been solution heat treated, rapidly quenched, and then isochronally annealed up to 540 °C. We reveal new effects on the evolution of the precipitation sequence by combining positron annihilation lifetime and coincidence Doppler broadening spectroscopies. Positron parameters do very sensitively respond to changes in the type of precipitates present. We find that in the as-quenched state after exposing the alloy just a few minutes to room temperature GP-I zones containing vacancies inside their copper platelet dominate. They represent about 80% of all detected GP-I zones. At 200 °C GP-II (Θ″) is the dominating type of precipitate. However, the GP-II zones have obviously expelled all structural vacancies on growing from larger GP-I zones. Also the transition from GP-II zones dissolving while precipitates of the Θ′ phase do form at about 250 °C can be clearly observed. The signals support that Θ′ precipitates contain vacancies on their Cu sublattice, since they have to grow in a copper-poor environment. Finally, our signals indicate coarsening of Θ′-precipitates for T > 400 °C and their dissolution until 450 °C. All our experimental results agree well with ab initio theoretical calculations of positron parameters. However, the formation of the equilibrium Θ-phase cannot be observed since these have a too low number density due to their large size.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الخلاصة ندرس Al-1.74 في.% Cu كسبيكة نموذج ثنائي نموذجية للحصول على معلومات جديدة عن تسلسل هطول الأمطار. تمت معالجة السبيكة حراريًا بمحلول، وتم إخمادها بسرعة، ثم تم صلبها بالتساوي الزمني حتى 540 درجة مئوية. نكشف عن تأثيرات جديدة على تطور تسلسل هطول الأمطار من خلال الجمع بين عمر إبادة البوزيترون ومصادفة دوبلر توسيع التحليل الطيفي. تستجيب معلمات البوزيترون بحساسية شديدة للتغيرات في نوع الرواسب الموجودة. نجد أنه في الحالة المطفأة بعد تعريض السبيكة لبضع دقائق فقط إلى درجة حرارة الغرفة، تهيمن مناطق GP - I التي تحتوي على شواغر داخل صفائحها النحاسية. وهي تمثل حوالي 80 ٪ من جميع مناطق GP - I المكتشفة. عند 200 درجة مئوية، يكون GP - II (" ") هو النوع المهيمن من الراسب. ومع ذلك، من الواضح أن مناطق GP - II قد طردت جميع الشواغر الهيكلية عند النمو من مناطق GP - I الأكبر. كما يمكن ملاحظة الانتقال من مناطق GP - II التي تذوب بينما تتشكل رواسب المرحلة "" عند حوالي 250 درجة مئوية بوضوح. تدعم الإشارات أن "الرواسب" تحتوي على شواغر في الطبقة السفلية للنحاس، لأنها يجب أن تنمو في بيئة فقيرة بالنحاس. أخيرًا، تشير إشاراتنا إلى خشونة "- الرواسب"لـ T > 400 درجة مئوية وانحلالها حتى 450 درجة مئوية. تتفق جميع نتائجنا التجريبية بشكل جيد مع الحسابات النظرية منذ البداية لمعلمات البوزيترون. ومع ذلك، لا يمكن ملاحظة تكوين مرحلة التوازن لأن هذه لها كثافة عدد منخفضة للغاية بسبب حجمها الكبير.Translated Description (French)
Résumé Nous étudions Al-1.74 à.% Cu comme alliage de modèle binaire typique pour obtenir de nouvelles informations sur la séquence de précipitation. L'alliage a été soumis à un traitement thermique en solution, à une trempe rapide, puis à un recuit isochrone jusqu'à 540 °C. Nous révélons de nouveaux effets sur l'évolution de la séquence des précipitations en combinant la durée de vie d'annihilation des positrons et les spectroscopies d'élargissement Doppler par coïncidence. Les paramètres du positron répondent de manière très sensible aux changements du type de précipités présents. Nous constatons qu'à l'état brut de trempe après avoir exposé l'alliage quelques minutes à la température ambiante, les zones GP-I contenant des lacunes à l'intérieur de leurs plaquettes de cuivre dominent. Ils représentent environ 80 % de toutes les zones GP-I détectées. À 200 °C, le GP-II (Θ″) est le type de précipité dominant. Cependant, les zones GP-II ont évidemment expulsé toutes les vacances structurelles en se développant à partir de zones GP-I plus grandes. De plus, la transition des zones GP-II se dissolvant alors que les précipités de la phase Θ′ se forment à environ 250 °C peut être clairement observée. Les signaux soutiennent que les précipités Θ′ contiennent des postes vacants sur leur sous-réseau Cu, car ils doivent se développer dans un environnement pauvre en cuivre. Enfin, nos signaux indiquent un grossissement des précipités Θ′ pour T > 400 °C et leur dissolution jusqu'à 450 °C. Tous nos résultats expérimentaux concordent bien avec les calculs théoriques ab initio des paramètres du positron. Cependant, la formation de la phase Θ d'équilibre ne peut pas être observée car celles-ci ont une densité de nombre trop faible en raison de leur grande taille.Translated Description (Spanish)
Resumen Estudiamos Al-1.74 en.% Cu como una aleación modelo binaria típica para obtener nueva información sobre la secuencia de precipitación. La aleación se ha tratado térmicamente en solución, se ha enfriado rápidamente y luego se ha recocido isocrónicamente hasta 540 °C. Revelamos nuevos efectos sobre la evolución de la secuencia de precipitación mediante la combinación de la vida útil de aniquilación de positrones y las espectroscopias de ampliación Doppler de coincidencia. Los parámetros de positrones responden muy sensiblemente a los cambios en el tipo de precipitados presentes. Encontramos que en el estado templado después de exponer la aleación solo unos minutos a temperatura ambiente, predominan las zonas GP-I que contienen vacantes dentro de sus plaquetas de cobre. Representan aproximadamente el 80% de todas las zonas GP-I detectadas. A 200 °C, GP-II (Θ″) es el tipo de precipitado dominante. Sin embargo, las zonas GP-II obviamente han expulsado todas las vacantes estructurales al crecer desde zonas GP-I más grandes. También se puede observar claramente la transición de las zonas GP-II que se disuelven mientras se forman precipitados de la fase Θ′ a aproximadamente 250 °C. Las señales respaldan que los precipitados Θ′ contienen vacantes en su sub-retículo de Cu, ya que tienen que crecer en un entorno pobre en cobre. Finalmente, nuestras señales indican un engrosamiento de los precipitados Θ′ para T > 400 °C y su disolución hasta 450 °C. Todos nuestros resultados experimentales concuerdan bien con los cálculos teóricos ab initio de los parámetros de positrones. Sin embargo, no se puede observar la formación de la fase Θ de equilibrio ya que estas tienen una densidad numérica demasiado baja debido a su gran tamaño.Files
pdf.pdf
Files
(11.9 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:36663a54adbc250f9c64a8dd9f16b44b
|
11.9 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- منظور جديد حول تسلسل هطول الأمطار في Al-1.74 عالي النقاء في.% سبيكة النحاس باستخدام التحليل الطيفي لإبادة البوزيترون: التجربة والنظرية
- Translated title (French)
- A new perspective on the precipitation sequence in a high-purity Al-1.74 at.% d'alliage de Cu en utilisant la spectroscopie d'annihilation des positrons : expérience et théorie
- Translated title (Spanish)
- Una nueva perspectiva sobre la secuencia de precipitación en un Al-1.74 de alta pureza en.% de aleación de Cu mediante el empleo de espectroscopía de aniquilación de positrones: experimento y teoría
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3183780574
- DOI
- 10.1088/1361-648x/ac17af
References
- https://openalex.org/W1502698540
- https://openalex.org/W1964225605
- https://openalex.org/W1964228387
- https://openalex.org/W1966058683
- https://openalex.org/W1967066725
- https://openalex.org/W1971378907
- https://openalex.org/W1979469802
- https://openalex.org/W1980144402
- https://openalex.org/W1981028136
- https://openalex.org/W1983007375
- https://openalex.org/W1983296394
- https://openalex.org/W1983396582
- https://openalex.org/W1983913925
- https://openalex.org/W1984223909
- https://openalex.org/W1986763355
- https://openalex.org/W1988562867
- https://openalex.org/W1991780612
- https://openalex.org/W1993136620
- https://openalex.org/W1993947951
- https://openalex.org/W1995395300
- https://openalex.org/W1998763456
- https://openalex.org/W1998943606
- https://openalex.org/W2001810108
- https://openalex.org/W2004709924
- https://openalex.org/W2005855693
- https://openalex.org/W2012062186
- https://openalex.org/W2013598243
- https://openalex.org/W2015524750
- https://openalex.org/W2017478124
- https://openalex.org/W2019617268
- https://openalex.org/W2027373602
- https://openalex.org/W2040957621
- https://openalex.org/W2041916547
- https://openalex.org/W2044464256
- https://openalex.org/W2047015819
- https://openalex.org/W2049647679
- https://openalex.org/W2061970026
- https://openalex.org/W2063810999
- https://openalex.org/W2071145911
- https://openalex.org/W2071596098
- https://openalex.org/W2073509256
- https://openalex.org/W2079217231
- https://openalex.org/W2082613153
- https://openalex.org/W2084532183
- https://openalex.org/W2085851445
- https://openalex.org/W2086273612
- https://openalex.org/W2086950634
- https://openalex.org/W2089263133
- https://openalex.org/W2090095855
- https://openalex.org/W2103359422
- https://openalex.org/W2105190562
- https://openalex.org/W2108113605
- https://openalex.org/W2112646122
- https://openalex.org/W2115719017
- https://openalex.org/W2158892301
- https://openalex.org/W2163406836
- https://openalex.org/W2171600320
- https://openalex.org/W2187932674
- https://openalex.org/W2217934174
- https://openalex.org/W2319451308
- https://openalex.org/W2340837068
- https://openalex.org/W2464768254
- https://openalex.org/W2580712755
- https://openalex.org/W2597898782
- https://openalex.org/W2607732975
- https://openalex.org/W2770654996
- https://openalex.org/W2794908107
- https://openalex.org/W2800850883
- https://openalex.org/W2891918642
- https://openalex.org/W2897904605
- https://openalex.org/W2918051844
- https://openalex.org/W3106371266
- https://openalex.org/W32580729
- https://openalex.org/W41786349
- https://openalex.org/W4233033855
- https://openalex.org/W831940558