Defect annealing and decomposition in quenched AlSc alloys studied by positron lifetime measurements

Positron lifetime τ measurements are performed to study defect annealing and decomposition in Al–(0.003 to 0.36 at%) Sc alloys during isochronal and isothermal heat treatment of water‐quenched samples. A two‐stage behaviour of the positron lifetime observed below 200°C is explained as migration and clustering of quenched‐in vacancy‐Sc atom complexes followed by the annealing of vacancy clusters. In alloys containing 0.18 and 0.36 at% Sc an extra peak appears in the average positron lifetime around 300°C which is attributed to the precipitation of coherent Al3Sc particles. Although the volume fraction of Al3Sc is very small, f ≈ 0.5%, the precipitates are detected by positrons due to their fine‐disperse distribution (diameter ≈ 10 nm). A vacancy‐type lifetime component which appears simultaneously with the precipitate formation is attributed to structural vacancies of the Al3Sc phase or to vacancies associated with the Al3Sc particle‐matrix interface. Positronlebensdauer(τ)‐Messungen werden durchgeführt, um die Defektausheilung und Entmischung in Al–(0,003 bis 0,36 At%) Sc‐Legierungen während isochroner und isothermer Wärmebehandlung von in Wasser abgeschreckten Proben zu untersuchen. Ein zweistufiges Verhalten der Positronenlebens‐dauer unterhalb von 200°C wird mit der Wanderung und Agglomeration von eingeschreckten Leerstellen‐Sc‐Atom‐Komplexen und der nachfolgenden Ausheilung der Leerstellenagglomerate erklärt. In Legierungen mit 0,18 und 0,36 At.% Sc wird ein zusätzlicher Peak in der mittleren Positronenlebensdauer bei 300°C beobachtet, welcher auf die Ausscheidung von kohärenten Al3Sc‐Teilchen zurückgeführt wird. Obwohl der Volumenanteil von Al3Sc mit f ≈ 0,5% sehr gering ist, werden die Ausscheidungen aufgrund ihrer feindispersen Verteilung (Durchmesser ≈ 10 nm) durch Positronen nachgewiesen. Eine leerstellenartige Positronenlebensdauerkomponente, welche simultan mit der Ausscheidungsbildung erscheint, wird auf strukturelle Leerstellen der Al3Sc‐Phase oder auf Leerstellen, welche mit der Al3Sc‐Teilchen‐Matrix‐Grenzfläche verbunden sind, zurückgeführt.