纯镁及镁合金是典型位错型高阻尼金属。位错型阻尼机理是晶体内部存在的缺陷(点缺陷、位错和界面等)阻碍位错的运动，导致位错运动滞后于外加应力而引起内耗。位错是金属中普遍存在一种内耗源，因位错运动形式的差异，产生内耗的机制也有不同，不同类型内耗的特征因温度、频率或振幅范围不同，也有所不同。J。S。Koehler最先提出了位错弦的内耗共振模型，A。Granato和K。 Lücke更为深入的研究合金的阻尼机制后提出了G-L理论[15]，目前也常用G-L理论来解释镁及镁合金的位错阻尼。G-L理论认为，合金组织中的各种点缺陷对位错线的运动具有钉扎作用，位错线在外加应力作用下在钉扎点之间作不可逆往复运动耗散能量，因此产生内耗。晶体中的钉扎点可分为强钉扎点和弱钉扎点，强钉扎点为一些不可动的点缺陷，如晶界、第二相颗粒、位错网络结点等，弱钉扎点则是一些可动的点缺陷还，如固溶原子、空穴等点缺陷，位错线可以脱开这些点缺陷而继续运动。如图1-1，晶体中的某位错线位于某滑移面上，LN表示相邻两强钉扎点之间的间距，LC表示相邻两弱钉扎点之间的间距，当外加交变载荷较小时, 弱钉扎点位错段LC像弦一样“弓出”作往复运动，往复运动过程中要克服阻力文献综述

图1-1 G-L位错理论模型示意图

消耗能量，因此产生阻尼。当外加交变载荷增大到足以克服弱钉扎点的钉扎作用时，位错线从弱钉扎点上脱开而被强钉扎点钉扎，强钉扎点位错段LN像LC一样，作“弓出”往复运动，外加交变载荷继续增加，位错段LN进一步弓出，外加应力去除后，位错段LN作弹性收缩，最终位错线又被重新钉扎。位错线脱钉时产生的应力-应变曲线与位错线缩回过程产生的应力-应变曲线不重合，产生一个滞后环，因此产生内耗。

图1-2 位错钉扎过程的应力-应变示意图

整个过程的位错线应力-应变曲线如图1-2所示。图中A→B→C表示位错段LC的“弓出”运动。C→D表示位错段LC摆脱了弱钉扎点的钉扎作用,此时位错线的应变迅速增加，当外加应力继续增加时，应变沿着E→F→G路径增加，当外加应力去除，应变沿着G→F→E→D→A路径缩回，D→A段，应变减小与增加的路径不重合，从而产生图示的阴形部分，阴影部分面积即为该过程产生的静滞后型能量损耗。

很明显，位错段LC未脱钉时的位错运动是在较低振幅下进行的，位错段LC受迫产生共振型内耗，此时内耗与振幅无关，而只和频率有关; 位错脱钉后的位错运动则在较高振幅下进行的，位错脱钉瞬时完成，产生静滞后型内耗，静滞后型内耗和共振型内耗不同，其和频率无关，而只和振幅有关。

(b)界面阻尼

界面阻尼通常是相界面之间产生相对滑动引起应力松弛，从而产生能量消耗。Schoeck[16]利用Eshelby夹杂理论研究合金的阻尼性能，发现合金中沉淀相与基体相界面的结构关系会影响合金的阻尼性能，半共格或共格界面促进合金的阻尼。Lavernia等也将合金相界面阻尼特性扩展应用于复合材料的界面阻尼。 来.自^优+尔-论,文:网www.youerw.com +QQ752018766-

(c)晶界阻尼

晶界是材料内部的一种缺陷，它可以作为材料的内耗源[17]。晶界具有粘性，Zener认为多晶合金的阻尼性能与晶界的粘性有关，晶界在切应力作用下产生粘性滑动，从而引起晶界阻尼。葛庭隧[17]提出了晶界的滑动机制，他利用自己设计的内耗仪，研究发现多晶铝的阻尼性能要好于单晶铝，而且在多晶纯铝的阻尼温度变化曲线发现了晶界内耗峰，且晶界内耗蜂的峰值温度与频率有关。此外，葛庭隧发现晶界阻尼受温度影响较大，阻尼值随温度的升高而增大。高温下，晶界通常会表现出良好的阻尼性。但此时材料的力学性能较差，所以晶界的高温阻尼性一般无法应用。但这一特性可以被用来改善较低温度下材料的阻尼性能。