Investigation of defects in Fe3Al - based alloys by positron annihilation spectroscopy

Abstract

V zliatinách železa a hliníku bola študovaná korelácia koncentrácie vakancií s mikrotvrdosťou vzorkov zakalených z 1000 řC a následne žíhaných na nižších teplotách. Pomocou difrakcie röntgenovho žiarenia bola zistená mriežková konštanta a kryštalografická niektorých vzorkov Fe-Al zliatin. Meraním doby života pozitronov bola zistená vysoká koncentrácia vakancií v zakalených vzorkoch a následné žíhanie vzorkov spôsobilo značný pokles koncentrácie vakancií, pričom vo vzorkoch s obsahom hliníka nad 39% bol nameraný pokles mikrotvrdosti. Koincidenčné meranie Dopplerovského rozšírenia anihilačného píku vzorku pomohlo rozlíšiť anihilácie pochádzajúce od zachyteného a delokalizovaného pozitronu anihilovaného elektrónmi od oboch typov atómov, Fe a Al. Porovnaním týchto výsledkov s teoretickými kvantovo-mechanickými výpočtami prevedenými v tejto dilpomovej práci bol určený najpravdepodobnejší typ defektu ako vakancia v A-podmriežke B2 štruktúry.

The correlation of vacancy concentration with microhardness of Fe-Al alloys was studied on samples quenched from 1000 řC and subsequently annealed at lower temperatures. Using X-ray diffraction the lattice parameter and crystal structure were determined for samples of Fe-Al alloys. By measurements of positron lifetime was revealed the high concentration of vacancies in quenched samples and subsequent annealing caused significant decrease in vacancy concentration while in samples with Al content above 39% also the decrease of microhardness was measured. Measurements of coincidence Doppler broadening of annihilation peak helped to distinguish the annihilations coming from positron trapped or delocalized annihilated by electrons of both atoms, Fe and Al. Comparison of measured results with theoretical quantum-mechanics calculations performed in this diploma thesis determined the most probable defect type as a vacancy on A-sublatice of B2 structure.