Феноменологічні моделі магнітних та пружних властивостей сплавів, що зазнають фазових перетворень - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ ФЕНОМЕНОЛОГІЧНІ МОДЕЛІ МАГНІТНИХ ТА ПРУЖНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ СПЛАВІВ, ЩО ЗАЗНАЮТЬ ФАЗОВИХ ПЕРЕТВОРЕНЬРобота виконана на кафедрі прикладної фізики Фізико-технічного інституту Національного технічного університету України “КПІ” Науковий консультантакадемік НАН України, доктор фізико-математичних наук Анатолій Петрович Шпак, зав. відділу спектроскопії поверхні твердого тіла Інституту металофізики ім. Офіційні опоненти:доктор фізико-математичних наук, професор Михайло Олексійович Іванов, зав. відділу теорії неідеальних кристалів Інституту металофізики ім. Курдюмова НАН України доктор фізико-математичних наук, професор Віктор Федорович Лось, зав. відділу фізики магнітних матеріалів Інституту магнетизму НАН і Міносвіти України феноменологічний макроскопічний кристал доктор фізико-математичних наук Анатолій Хомич Журавльов, старший науковий співробітник кафедри фізики функціональних матеріалів Київського національного університету імені Тараса Шевченка Захист дисертації відбудеться 15.04.2003 р. о 14 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.168.02 при Інституті металофізики ім.Ефекти памяті форми, що спостерігаються в кристалах мартенситу та магнетиках різного типу під впливом механічних напруг та магнітних полів, явища байасу, характерні для синтетичних багатошарових структур, що складаються із матеріалів з різними магнітними властивостями, процеси створення та перебудови доменної структури в околі фазових переходів, дозволяють керувати властивостями кристалів за допомогою відносно слабких зовнішніх полів, але в основі такої можливості лежить необхідність точно контролювати мікроструктуру цих обєктів, що є досить непростою задачею як для експериментального, так і для теоретичного дослідження. Отже, актуальною задачею сучасного матеріалознавства є розробка адекватних теоретичних моделей і підходів для опису макроскопічних характеристик матеріалів за наявності зовнішніх полів які б, з одного боку, якомога точніше відтворювали основні особливості фазових перетворень в системі, що досліджується, і дозволяли б послідовне урахування звязку між локальними властивостями та мікроструктурою кристалу, а з іншого боку - були б максимально простими і прозорими у фізичному розумінні і являли собою джерело нових експериментальних та теоретичних досліджень. В дисертаційну роботу увійшли дослідження, що проводилися у рамках державних бюджетних тем “Електронна структура, оптичні та акустичні властивості сплавів благородних та перехідних металів, що зазнають фазових перетворень” (Держ. реєстрація №0196U004117), “Дослідження термопружних, магнітних та функціональних властивостей “розумних” матеріалів ”(Держ. реєстрація №0198U001077), “Аналіз мікроструктури сплавів, що зазнають фазових перетворень, на основі теорії груп, масштабових перетворень та нелінійних методів математичної фізики" (Держ. реєстрація №0100U002336); за підтримки Американського фізичного товариства по темі “Вивчення мартенситних фазових перетворень на основі потенціалу Гінзбурга-Ландау з багатокомпонентним параметром порядку" (гранти №U24 від APS та № U4С000, U4C200 від ISF); у рамках програми українсько-польських спільних досліджень (грант KBN №C/1268/96 від Польського Комітету з питань науки); в рамках міжнародного співробітництва в інституті MPI Institute of Microstructure Physics (Галле, Германія). Зокрема, автором отримані такі результати, що представлені в дисертації і виносяться на захист: Розроблено феноменологічну модель термопружних фазових перетворень із багатокомпонентним параметром порядку, на основі якої вперше розраховані температурні та польові залежності макроскопічних пружних характеристик кристалів, чутливих до доменної структури мартенситної фази, а також вперше обґрунтовано гіпотезу про існування в кристалах з оцк ґраткою в околі бездифузійного фазового перетворення нелінійних збуджень, повязаних із зсувами щільнопакованих атомних площин, і показано, що наявність таких збуджень пояснює узгодженість картини структурних рефлексів обох фаз із особливостями спектру фононів. Крім того, запропонований в першому розділі “шифтонний” механізм бездифузійного фазового перетворення може бути застосований для опису структурних переходів між щільнопакованими фазами в сплавах благородних металів та в твердому кисні, а також для аналізу передмартенситних станів; розвинуті в 2 та 3-му розділах методи моделювання неоднорідних кристалів можуть застосовуватися для аналізу макроскопічних характеристик та спектрів збуджень в кристалах із гетерофазною структурою; феноменологічна модель ферромагнітного сплаву в області дифузійного фазового перетворення (розділ 4) находить застосування при описі ефектів памяті форми, повязаних із старінням кристалу (мартенсити, антиферромагнетики); розвинута теорія доменної структури антиферромагнетиків (розділи 6, 7) ефективна при аналізі властивостей багатошарових структур “ферромагнетик/ антиферромагнетик”, в яких спостерігається явище байасу.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ