Anomalous strain-rate sensitivity of flow stress in superconducting Al and Al-Mg alloys

Abstract

An anomalous strain-rate sensitivity of yield stress in superconducting Al and Al Mg alloys has been found experimentally. It is discussed that this phenomenon is due to an anomalous increase of the yield stress τ_s in the superconducting state, induced by the destruction of the Cooper pairs by dislocations. The result agrees well with the calculation by Huffman and Louat.

Δτ_sn = τ_n − τ_s, where τ_n is the yield stress in the normal state, and the above-mentioned strain-rate sensitivity of Δτ_sn are hardly explained by classical theories of the strength of metals and alloys. A new theory of the strength of solid-solution alloys has been worked out. On this basis, Δτ_sn and its strain-rate dependence are analytically expressed and compared successfully with experiment.

Résumé

Nous avons trouvé expérimentalement une sensibilité anormale de la contrainte à la limite élastique dans de l'aluminium et les alliages aluminium-magnésium supraconducteurs. Ce phénomène provient de l'accroissement anormal de la contrainte τ_s à la limite élastique dans l'état supraconducteur, par suite de la destruction des paires de Cooper par les dislocations. Les résultats sont en accord avec les calculs de Huffman et Louat.

On peut difficilement expliquer par les théories classiques de la résistance des métaux et alliages Δτ_sn = τ_n − τ_s où τ_n est la contrainte à la limite élastique dans l'état normal, et la sensibilité de Δτ_sn à la vitesse de déformation. Nous avons donc mis au point une théorie nouvelle de la résistance des solutions solides; L'expression analytique de Δτ_sn et sa variation en fonction de la vitesse de déformation sont comparées avec succès à l'expérience.

Zusammenfassung

In supraleitenden Al und Al-Mg-Legierungen wurde eine anomale Abhängigkeit der kritischen Flieβspannung von der Abgleitgeschwindigkeit experimentell gefunden. Es wird dargelegt, daβ diese Erscheinung auf einem anomalen Anstieg der kritischen Flieβspannung τ_s im supraleitenden Zustand, bedingt durch die Zerstörung der Cooper-Paare durch die Versetzungen, beruht. Die Ergebnisse stimmen gut mit den Rechnungen von Huffman und Louat überein.

Δτ_sn = τ_n − τ_s mit τ_n als Flieβspannung im normalleitenden Zustand, und die erwähnte Abhängigkeit von Δτ_sn von der Abgleitgeschwindigkeit können kaum durch die klassischen Theorien der Festigkeit von Metallen und Legierungen erklärt werden. Eine neue Theorie der Festigkeit von Mischkristall-Legierungen wird entwickelt. Auf dieser Grundlage werden Δτ_sn und deren Abhängigkeit von der Abgleitgeschwindigkeit analytisch beschrieben und erfolgreich mit der Theorie verglichen.