Fifth European Conference on Internal Friction and Ultrasonic Attenuation in Solids

J. Phys. Colloques 48 (1987) C8-119-C8-124
DOI: 10.1051/jphyscol:1987814

DISLOCATION PINNING EFFECT. A PROBE OF SELF-INTERSTITIAL AND HYDROGEN MIGRATION IN NIOBIUM AND TANTALUM

J. LAUZIER¹, J. HILLAIRET¹, A. VIEUX-CHAMPAGNE², J. BAUR^{3, 4} et H. SCHULTZ<sup>3, 5

1</sup>  Département de Recherche Fondamentale, Service de Physique, CEN, BP 85 X, F-38041 Grenoble Cedex, France
²  Service Basse Température, Laboratoire des Accélérateurs, CEN, BP 85 X, F-38041 Grenoble Cedex, France
³  Max-Planck-Institut für Metallforschung, Institut für Physik, D-7000 Stuttgart, F.R.G.
⁴  Chemin du Stand 21a, CH-1024 Ecublens, Switzerland
⁵  Postfach 7000, D-7250 Leonberg, F.R.G.

Abstract
The internal friction and elastic modulus of high purity, dehydrogenated Nb and Ta single crystals were analysed after in situ cold-work and/or electron irradiation at temperatures down to 4 K. In irradiated niobium, a marked dislocation pinning becomes evident at 6 K. Combined with previous resistivity data, this result is taken as evidence of long-range migration of self-interstitials. In tantalum cold-worked at 4.2 K, a large pinning stage takes place during heating between 8 K and 13 K. It Is interpreted in terms of point defect diffusion to dislocatlons. Possibly, minute amounts of hydrogen are involved. Typical activation enthalpies for the migrating defects are between 0.01 and 0.02 eV. Low temperature irradiation in the as-deformed state reveals additional pinning beginning at 6 K, which implies mobile intrinsic interstitials.

Résumé
Nous avons analysé le frottement interne et le module d'échantillons monocristallins de niobium et de tantale déshydrogénés, après écrouissage à 4.2 K et/ou irradiation électronique à cette température ou au-dessus. Dans le niobium irradié, un stade d'ancrage des dislocations est nettement visible à partir de 6 K. Ce résultat, associé à des travaux antérieurs de résistivité, amène à conclure à la migration libre de l'interstitiel, dès cette température. Dans le tantale écroui à 4.2 K, un grand stade d'épinglage se produit pendant le chauffage entre 8 K et 13 K. Nous l'interprétons en termes de diffusion de défauts ponctuels vers les dislocations. Il est vraisemblable que de très faibles quantités d'hydrogène soient impliquées. L'enthalpie de migration correspondante se situe entre 0.01 eV et 0.02 eV. L'irradiation à basse température d'échantillons déformés au préalable révèle un épinglage supplémentaire à partir de 6 K, ce qui implique la moblilté d'interstitiels intrinsèques.