Реферат
ВВЕДЕНИЕ 4
1 Мартенситное превращение в ферромагнитных сплавах 7
1.1 Термоупругие мартенситные превращения в монокристаллах сплава Ni-Fe-Ga-Co.
Кристаллографическая структура фаз 7
1.2 Функциональные свойства сплавов, связанные с термоупругими мартенситными
превращениями 16
1.3 Влияние термических обработок на термоупругие мартенситные превращения 19
2 Постановка задачи и методика эксперимента 23
2.1 Постановка задачи 23
2.2 Методика эксперимента 25
3 Эффекты памяти формы и сверхэластичности в монокристаллах 26
3.1 Характеристики мартенситных превращений в монокристаллах сплава Ni49Fe18Ga27Co6
при охлаждении/нагреве в свободном состоянии 26
3.2 Особенности проявления эффекта сверхэластичности в циклах нагрузка/разгрузка при
постоянной температуре в [011]-монокристаллах сплава Ni49Fe18Ga27Co6 28
3.3 Условия наблюдения двустороннего эффекта памяти формы в монокристаллах
Ni49Fe18Ga27Co6 после термомеханических обработок 31
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 36
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 37
Актуальность работы.
Сплавы на основе Ni-Fe-Ga-(Co) - одни из самых перспективных ферромагнитных материалов с термоупругим мартенситным превращением (МП), в которых наблюдаются такие эффекты как эффект памяти формы (ЭПФ) и сверхэластичность (СЭ). С конца XX века большое внимание исследователей направлено на исследование термоупругих МП в ферромагнитных сплавах Гейслера, представляющие собой тройное интерметаллическое соединение с химической формулой X2YZ, таких как Ni-Mn-Ga, Co-Ni-Ga, Ni-Fe-Ga-(Co) [1]. Поликристаллы сплавов Гейслера при развитии термоупругих МП под нагрузкой хрупко разрушаются по границам зерен [1]. Поэтому большинство исследований выполнено на монокристаллах.
На монокристаллах сплавов Ni-Fe-Ga-(Co) была обнаружена однократная магнитоиндуцированная деформация 8,5 - 10 % [2]. Ni-Fe-Ga-(Co) в отличие от широко известных сплавов Ni2MnGa имеют запас пластичности и в современных технологиях могут найти широкое применение [3]. Многократные обратимые магнитоиндуцированные деформации легко реализовать в материале, обладающим двухсторонним эффектом памяти формы (ДЭПФ). В сплавах с ДЭПФ нет необходимости в приложении нагрузки для переориентации самоаккомодирующей структуры мартенсита охлаждения и роста ориентированного мартенсита. Поэтому образец, обладающий ДЭПФ, обратимо изменяет свои размеры в циклах нагрев/охлаждение без действия внешней приложенной нагрузки в отличие от сплавов с ЭПФ. ДЭПФ проявляется благодаря внутренним дальнодействующим полям напряжений, которые возможно сформировать за счет пластической деформации аустенита/мартенсита, тренировки при термоциклировании через интервал МП под нагрузкой или старения под нагрузкой в аустенитном/мартенситном состоянии [4]. В работе [5] предложен эффективный способ низкотемпературной термомеханической обработки (старение в мартенсите под нагрузкой (СМН)) для повышения температур термоупругих МП, и улучшения функциональных свойств монокристаллов ферромагнитных сплавов Co-Ni-Ga. Явление стабилизации мартенсита долгое время рассматривалось как неконтролируемый эффект, приводящий к деградации функциональных свойств. Однако известно, что стабилизация мартенсита может способствовать наведению ДЭПФ [6]. К настоящему времени условия наведения ДЭПФ за счет эффектов стабилизации мартенсита напряжений не были изучены на монокристаллах Ni-Fe-Ga-Co. Поэтому целью данной работы является исследование влияния старения в мартенсите под нагрузкой на двусторонний эффект памяти формы в исходных и закаленных монокристаллах Ni49Fe18Ga27Co6 при деформации сжатием.
показал, что благодаря низким значениям внутренних напряжений необходимых для переориентации вариантов мартенсита в исходных и закаленных монокристаллах можно проводить исследования магнитного ЭПФ до 1 Тл. Значит, ферромагнитные монокристаллы с ДЭПФ могут найти применения в качестве миниатюрных актуаторов, переключателей в различных областях, например, в микросистемной технике, микромеханике и т. д. Научная значимость заключается в возможности использования результатов работы для дальнейших исследований влияния СМН на функциональные свойства сплавов Гейслера.
Данная квалификационная работа выполнена в соответствии с грантом РНФ: № 16-1910250 «Исследование функциональных свойств и механизмов циклической деградации в монокристаллах сплавов Гейслера на основе Ni для разработки многофункциональных материалов с памятью формы» 2016 - 2018 гг.
Апробация работы.
Материалы выпускной квалификационной работы были представлены на международных и всероссийских конференциях: 23 Всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых ученых (Екатеринбург, 2017); XIV Международная конференция студентов и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук» (Томск, 2017); IV Международная научная конференция студентов и молодых ученых «Молодежь, наука, технологии: новые идеи и перспективы» (Томск, 2017); 24 Всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых ученых (Томск, 2018); XVI Российской научной студенческой конференции «Физика твердого тела» (Томск, 2018).
Публикации. По результатам выпускной квалификационной работы опубликовано 6 научных работ: 1 статья, входящая в базы данных Web of Science, Scopus, 5 публикаций в сборниках научных трудов и материалов всероссийских и международных научных конференций.
