Кристаллизация аморфного сплава Ti40.7Hf9.5Ni41.8Cu8 с памятью формы под действием механических колебаний: 2019 г. этап 2

Project

Description

Проект направлен на решение задачи формирования заданной кристаллической структуры в тонкомерных объектах из сплавов с памятью формы, используемых в микро и нанотехнике. Традиционным способом формирования кристаллической структуры в сплавах, в том числе и в материалах с памятью формы, является термомеханическая обработка, которая сочетает в себе деформирование сплавов и их термообработку при высоких температурах, что позволяет управлять размерами зерен, фазовым составом, объемной долей и распределением вторичных частиц. Однако данные методы не пригодны для формирования кристаллической структуры в тонкомерных объектах с памятью формы, используемых для микро- и наноустройств (микро- и нано приводов, фиксаторов, насосов и т.д.). Это связано с тем, что рабочие элементы с памятью форы для подобных устройств в большинстве случаев изготавливают из аморфных лент и пленок, полученных напылением, осаждением, спиннингованием и др. Поскольку эффекты памяти формы проявляются только в кристаллическом состоянии, то аморфные сплавы подвергают кристаллизации, температуры которой зависят от химического состава сплава и способов получения аморфных сплавов. Нагревание до высоких температур может вызывать поверхностное окисление, расслоение, нарушение химической и фазовой однородности, что негативно сказывается на способности тонкомерных объектов из сплавов с памятью формы проявлять их необычное функциональное поведение.
Вместе с тем, как показывают исследования последних 10-15 лет, кристаллизация аморфного сплава может быть инициирована механическим колебаниями. В этом случае, кристаллизация обусловлена процессами  релаксации в аморфном сплаве, которые происходят при температурах, существенно меньших, чем температуры кристаллизации при нагревании. Таким образом, метод кристаллизации аморфных сплавов за счет механических колебаний является очень перспективным, однако для его использования и внедрения необходимо исследовать как параметры механических колебаний влияют на процесс формирования кристаллической структуры в аморфных сплавах с памятью формы и установить преимущества этого метода перед обычной кристаллизацией, инициированной повышением температуры. В связи со сказанным основной целью работы явилось изучение закономерностей вибростимулированного формирования кристаллической фазы в аморфном сплаве Ti40.7Hf9.5Ni41.8Cu8 при комнатной температуре и исследование влияние частоты и длительности механических колебаний на структуру и свойства сплава. Для достижения цели исследования необходимо решить следующие задачи:
1. Подвергнуть аморфный сплав Ti40.7Hf9.5Ni41.8Cu8 механическим колебаниям с различной частотой в течение различной длительности от нескольких десятков минут до нескольких десятков часов.
2. Исследовать структуру аморфного сплава подвергнутого механическим колебаниям различной частоты и длительности и установить кинетику кристаллизации.
3. Исследовать свойства сплава Ti40.7Hf9.5Ni41.8Cu8 , подвергнутого кристаллизации в результате механических колебаний различной частоты и длительности, в том числе, изучить термоупругие мартенситные переходы и эффекты памяти формы.
4. Установить влияние частоты механических колебаний на кинетику кристаллизации, структуру и свойства сплава.
5. Сравнить свойства сплава Ti40.7Hf9.5Ni41.8Cu8, закристаллизованного в процессе механических вибраций и путем обычного нагрева. Установить преимущества и недостатки нового метода кристаллизации аморфных сплавов с памятью формы.








Short title__
AcronymRFBR_BEL_2018 - 2
StatusActive
Effective start/end date7/05/1917/04/20