1947年,世界金属内耗研究领域创始人之一,我国著名金属物理学家葛庭燧创造性地发明了金属的内耗测量装置,并成功地利用该装置首次发现了晶粒间界内耗峰,被国际科学界誉为“葛氏扭摆”、“葛氏峰”。
1945年,应美国著名物理学家甄纳教授之聘,葛庭燧到美国伊利诺斯州芝加哥大学金属研究所工作,开始用内耗方法研究金属晶粒间界的力学性质,当时遇到的极大困难是:用声频进行测量时,晶粒间界弛豫出现在很高的温度,因而无法探知晶界弛豫的全貌。于是他决定应用每秒振动——赫兹的扭摆代替传统的用弹簧片振动的测量。可是当时的某些权威断言:低频测内耗装置有致命的弱点,它会遇到像空气阻尼、周围环境振动等难以消除的困难。
葛庭隧在设计制造扭摆的过程中,克服种种困难,终于设计出一个简单可靠的实验装置:利用一个带摆锤的摆杆,上面固定一个小镜子,当摆锤来回扭动时,摆就震动;又利用一个光点源,将光射到小镜子上,由于小镜子随摆振动,其反射的光也来回振动,而反射光点则通过一个带刻度的尺接受下来。这种扭摆振动频率不高,每秒一赫兹,可以十分准确地测定振动次数及振幅衰减。就这样他发明了现在国际上广泛应用的低频扭摆内耗仪——“葛氏扭摆”。并利用该装置发现了晶粒间界内耗峰——“葛氏峰”。
“葛氏扭摆”的特点是可以很方便地测量内耗作为温度的函数,这样就可以很方便地测出众多的物理化学过程联系的激活能,使内耗的宏观测量能够提供试样内部结构的信息。低频扭摆内耗仪的发明在内耗的研究领域是一个跨时代的突破,大大促进了国际内耗研究领域的发展。