J. Phys. France 47, 1731-1740 (1986)
DOI: 10.1051/jphys:0198600470100173100

Calculation of the non-linear relaxational acoustic attenuation in glasses

A. Levelut et W. Schön

Laboratoire d'Ultrasons , Université Pierre et Marie Curie, Tour 13, 4 place Jussieu, 75252 Paris Cedex 05, France

Abstract
The non-linear relaxational acoustic attenuation in amorphous materials is calculated by a perturbation method. A saturation of the attenuation is found for insulating glasses. On the contrary an increase of attenuation is obtained in ideal glassy metals where relaxation is due to electrons only. In the case of real amorphous metals, where both electrons and phonons are active in the relaxation process, the previous two behaviours are obtained, depending on the temperature range. The comparison with experimental results indicates that a purely relaxational attenuation process is not sufficient to explain the observed features. A more complicated mechanism (where both resonant and relaxational processes are present) has to be considered.

Résumé
L'atténuation acoustique non linéaire de relaxation dans les matériaux amorphes est calculée par une méthode de perturbation. Pour les verres isolants, une saturation de l'atténuation est trouvée. Au contraire, pour les métaux amorphes idéaux, où la relaxation est due aux seuls électrons, une augmentation de l'atténuation est obtenue. Finalement, pour les métaux amorphes réels, où les électrons et les phonons sont simultanément actifs dans le processus de relaxation, les deux comportements précédents peuvent être obtenus, selon la température. La comparaison de ces prédictions avec les résultats expérimentaux montre qu'un processus d'atténuation purement relaxationnel n'est pas suffisant pour expliquer les faits observés. Un effet plus complexe mettant en jeu à la fois un processus relaxationnel et un processus résonnant doit être considéré.

PACS
6265 - Acoustical properties of solids.
6280 - Ultrasonic relaxation.

Key words
acoustic wave absorption -- glass -- metallic glasses -- perturbation theory -- vibrational states in disordered systems