Функциональные свойства аморфно-кристаллических сплавов на основе TiNi

• Автор: Слесаренко, Вячеслав Юрьевич
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 123 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Аналитический обзор
1.1. Сплавы на основе ТПчИ с эффектом памяти формы: структура, мартенситные превращения, свойства
1.1.1. История открытия
1.1.2. Основные структуры сплава Тл№
1.1.3. Мартенситные превращения в сплаве
1.1.4. Эффекты памяти формы
1.1.5. Сплавы на основе никелида титана
1.2. Аморфное состояние как основа для создания аморфно-кристаллической структуры
1.2.1. Основные способы получения аморфных сплавов
1.2.2. Процессы, происходящие при нагревании аморфных сплавов
1.2.3. Формирование аморфно-кристаллической структуры
1.2.4. Мартенситные переходы и свойства сплавов на основе П№ в аморфно-кристаллическом состоянии
1.2.5. Методы описания механического поведения аморфнокристаллических композитов с памятью формы
Глава 2. Цели и методики исследования
2.1. Постановка задачи
2.2. Объекты исследования
2.3. Методики исследования
2.3.1. Методики, основанные на использовании дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК)

2.3.2. Методика испытаний на изгиб
2.3.3. Другие используемые методики
Глава 3. Экспериментальные результаты
3.1. Функционально-механические свойства аморфно-кристаллических сплавов Т15о№25Си25 И Ti40.7Hf9.5Ni44.sCu
3.1.1. Структура и механические свойства тонких аморфнокристаллических лент сплавов Т15о№25Си25И Тi40.7Hf9.5Ni44.sCU
3.1.2. Эффекты обратимости неупругой деформации
3.1.3. Диаграммы растяжения аморфно-кристаллических образцов
3.2. Структура и свойства сплава подвергнутого интенсивной
пластической деформации
3..2.1. Процессы, происходящие при нагревании деформированного сплава
3.2.2. Мартенситные превращений в аморфно-кристаллических сплавах, полученных с помощью сдвига под давлением и последеформационного нагрева
3.2.3. Механические свойства аморфно-кристаллических образцов сплава Т149.8№50.
3.2.4. Эффекты памяти формы в аморфно-кристаллических образцах сплава Т149.8№50.
Глава 4. Расчетные результаты
Заключение
Список литературы

Введение
Сплавы с памятью формы уже на протяжении более полувека привлекают внимание исследователей благодаря своим необычным деформационным эффектам. Одним из наиболее известных представителей данного класса материалов является сплав никеля и титана - нитинол. Данный сплав способен возвращать значительные неупругие деформации (до 10 %) и генерировать высокий уровень напряжений (до 1 ГПа). Поскольку современные задачи диктуют свои требования к используемым материалам, непрерывно проводится множество исследований, посвященных изучению и улучшению свойств сплавов с памятью формы, а в частности и никелида титана. В настоящее время в науке наметилась тенденция, направленная на создание и изучение материалов, обладающих наноразмерными структурными характеристиками, поскольку такие материалы часто демонстрируют уникальные физические и механические свойства. Эта тенденция не обошла стороной и сплавы с памятью формы. Около десяти лет назад были получены первые наноструктурированные сплавы на основе никелида титана. Было показано, что свойства таких сплавов существенно превосходят свойства обычных крупнокристаллических сплавов; предел прочности нанокристаллического никелида титана, например, превышает 2 ГПа. Нанокристаллические и ультрамелкозернистые сплавы достаточно часто получают с помощью кристаллизации из аморфного состояния. Контролируя параметры кристаллизации, представляется возможным управлять структурой получающихся сплавов. Поскольку физико-механические свойства материалов определяются в частности и структурой, это означает, что варьируя параметры кристаллизации, можно контролировать и свойства получающихся материалов.
Если кристаллизацию из аморфного состояния провести не полностью, то лишь часть материала перейдет кристаллическое состояние. Полученный таким образом сплав будет являть собой некий композит, в котором одновременно сосуществуют

процессом перехода из аморфного в состояние переохлажденной жидкости. Данный процесс происходит с изменением теплоемкости, а температура Тц называется температурой стеклования. Кристаллизация в свою очередь сопровождается значительным выделением тепла и может проходить в нескольких температурных интервалах. Наличие нескольких температурных интервалов кристаллизации характерно для многокомпонентных сплавов, поскольку в таких сплавах могут формироваться несколько фаз, имеющих различную температуру кристаллизации. Важной характеристикой как кристаллизации, так и многих других термодинамических процессов является энергия активации. Энергия активации определяет энергию, которая необходима системе, для того чтобы в ней начал реализовываться тот или иной термодинамический процесс. Для определения энергии активации кристаллизации часто используют метод Киссинджера, основанный на предположении, что кристаллизация является термодинамическим процессом первого рода [53]. Температура кристаллизации не является характеристикой материала, она возрастает с увеличением скорости нагрева. На основании данной зависимости Киссинджером предложен следующий способ определения энергии активации ((/) [54]. Аморфные образцы нагревают до высоких температур с различными скоростями (/?) и определяют температуру, при которой наблюдается максимальный тепловой поток при кристаллизации (Тр). Согласно [54] скорость нагрева (/?) и температура пика кристаллизации (Тр) связаны следующим равенством
где /? - газовая постоянная, А — некоторая константа. В таком случае, проведя несколько нагревов с различными скоростями, можно определить р. Для этого обычно в координатах [{/Тр от 1 /Тр отмечают полученные экспериментальные точки и строят по ним прямую. Построенная прямая при этом имеет наклон равный —(//11, и отсюда легко вычисляется энергия активации (Рисунок 16). Аналогичным образом