postgraduate student of the Institute of Advanced Data Transfer Systems
аспирант института перспективных систем передачи данных
graduate student of the Institute of Advanced Data Transfer Systems
магистрант института перспективных систем передачи данных
postgraduate student of the Institute of Advanced Data Transfer Systems
аспирант института перспективных систем передачи данных
Doctor of Sciences (Physics and Mathematics), Professor, professor of the Institute of Advanced Data Transfer Systems
доктор физико-математических наук, профессор, профессор института перспективных систем передачи данных
Magnetic shape memory alloys are a specific subtype of shape memory materials. The magnetic deformation phenomenon causes the high research interest in these alloys. Thus, in one of the most promising alloys based on Ni–Mn–Ga, using a magnetic field, it is possible to achieve changes in a single crystal size by up to 10 % due to the reorientation of the magnetic field in magnetic domains. The high magnetic deformation is directly related to the high mobility of twin boundaries separating two domains. In this work, the authors used a composite piezoelectric oscillator at a frequency of about 100 kHz to determine the influence of such defects as dislocations and twin boundaries on the mechanical characteristics of Ni49Mn30Ga21. The authors investigated the features of temperature dependences of internal friction in the samples before and after deformation and provided the amplitude dependences of these characteristics. In the studied single-crystal martensitic phase, the transition from the tetragonal phase to the orthorhombic phase was detected at 235 K. In the Ni–Mn–Ga tetragonal phase, the formation of new defects contributes to the more pronounced and early onset of amplitude-dependent internal friction. At lower loads, the successive stages occur associated with the processes of dislocations and twin boundaries movements inside the Cottrell clouds, dislocations and twin boundaries movement outside the Cottrell clouds, and supposedly, the slowdown of dislocations and twin boundaries movement due to their interaction. As well as internal friction, the authors studied the change in Young’s modulus. Its decrease at all temperatures is most pronounced in the samples with the defective structures. The study identified that in the orthorhombic phase, it is possible to observe the internal friction dependence on the deformation amplitude at a lower load due to an increase in the twin boundaries mobility with increasing temperature.
Магнитные сплавы с памятью формы являются особым подвидом материалов с эффектом памяти формы. Высокий исследовательский интерес к ним обусловлен явлением магнитодеформации. Так, в одном из наиболее перспективных сплавов на основе Ni–Mn–Ga при помощи магнитного поля возможно добиться изменения размера монокристалла до 10 % за счет переориентации магнитного поля в магнитных доменах. Высокая магнитная деформация напрямую связана с высокой подвижностью двойниковых границ, разделяющих два домена. В настоящей работе методом составного пьезоэлектрического осциллятора на частоте 100 кГц определено влияние дефектов, таких как дислокации и двойниковые границы, на механические характеристики Ni49Mn30Ga21. Исследованы особенности температурных зависимостей внутреннего трения в образцах до и после деформации, построены амплитудные зависимости данных характеристик. В изучаемой мартенситной фазе монокристалла обнаружен фазовый переход из тетрагональной фазы в орторомбическую при 235 К. В тетрагональной фазе Ni–Mn–Ga образование новых дефектов способствует более ярко выраженному и раннему началу амплитудно-зависимого внутреннего трения. При более низких нагрузках проходят последовательные стадии, связанные с процессами движения дислокаций и двойниковых границ внутри облаков Коттрелла, движения дислокаций и двойниковых границ вне облаков Коттрелла и, предположительно, торможения движения границ двойников и дислокаций за счет их взаимодействия. Наряду с внутренним трением исследовано изменение модуля Юнга. Его уменьшение при всех температурах наиболее выражено в образцах с дефектными структурами. Установлено, что в орторомбической фазе зависимость внутреннего трения от амплитуды деформации наблюдается при меньшей нагрузке благодаря увеличению подвижности двойниковых границ с ростом температуры.