Elasticita feromagnetických slitin s tvarovou pamětí v blízkosti kritického bodu

Abstract

Ferromagnetická slitina s tvarovou pamětí Ni-Fe-Ga-Co před nedávnem upoutala pozornost bezhysterezním chováním při vyšetřování závislosti napětí na deformaci, které souvisí s kritickým bodem martenzitické transformace (MT). Tato práce se zabývá experimentálním vyšetřováním Ni50,1Fe25,4Ga20,0Co4,5 (at.%) a Ni48,3Fe26,2Ga20,2Co5,2 (at.%) z hlediska termomechanických vlastností se zvláštním zaměřením na okolí kritického bodu. Diferenciální skenovací kalorimetrie, vibrační magnetometr a dynamická mechanická analýza byly použity ke zkoumání magnetických anomálií, modulu pružnosti a tepelných efektů v okolí MT a ke stanovení teplot martenzitické transformace. Byly studovány kvazistatické závislosti napětí na deformaci a deformace a teplotě, aby bylo možné popsat kritické chování z hlediska vývoje hystereze MT a transformačních deformací. Závislost elasticity na teplotě a tlakovém napětí byla zkoumána rezonanční ultrazvukovou spektroskopií a měřením rychlosti povrchových akustických vln.The Ni-Fe-Ga-Co ferromagnetic shape memory alloy system has recently gained attention for exhibiting anhysteretic stress-strain behaviour, related to a critical point of the martensitic transformation (MT). This Thesis reports an experimental investigation of the Ni50.1Fe25.4Ga20.0Co4.5 (at.%) and Ni48.3Fe26.2Ga20.2Co5.2 (at.%) in terms of the thermomechanical properties with a special focus on the vicinity of the critical point. Differential scanning calorimetry, vibrating sample magnetometer and dynamical mechanical analysis were used to examine magnetic anomalies, elastic modulus and thermal effects near MT and to determine the martensitic transformation temperatures. The quasi-static stress-strain and strain-temperature dependencies were studied to disclose the critical behaviour from the point of view of MT stress hysteresis and transformation strain evolutions, respectively. The dependence of elasticity on temperature and compressive stress was examined by resonant ultrasound spectroscopy and surface acoustic wave velocity measurements.