Розробка методів статистичного аналізу мартенситних структур для кількісного дослідження закономірностей їх формування та еволюції. Основи нерівноважної термодинаміки для матеріалів з магнітною пам’яттю форми. Характеристика методу аналізу Фурьє.
Аннотация к работе
Таким чином, і звичайні і магнітні сплави з ефектом запамятовування форми повинні розглядатися як системи, що мають нескінченний набір рівнянь стану, що звязують обємну частку мартенситу або непружну макроскопічну деформацію зі зміною зовнішньго напруження і температури, або магнітного поля в феромагнітних матеріалах.В звязку з цим проблема побудови неріважної термодинаміки, що враховує явища гістерезису в цих системах є надзвичайно актуальною і до цього часу повністю не вирішеною проблемою як з наукової, так і з прикладної точок зору. Дисертаційна робота О.А.Ліхачова виконувалась в рамках бюджетних тем відділу фазових перетворень ІМФ НАН України: “Дослідження механізмів структуроутворення, обумовленого фазовими перетвореннями в інтерметалічних сполуках і сплавах на основі перехідних металів” (1999-2001 р.р., № держреєстрації 0199U002844); "Мартенситні перетворення і властивості, які вони обумовлюють, в матеріалах з особливими структурним і магнітним станами" (2002-2004 р.р., № держреєстрації 0102U000316); "Структурні фазові перетворення в градієнтних функціональних матеріалах і наноструктурних сплавах на основі перехідних металів” (2005-2007р.р., № держреєстрації 0105U000978); “Фазові перетворення, структурні особливості та функціональні властивості нових композиційних матеріалів на основі сплавів з памяттю форми” (2008-2012р.р., № держреєстрації 0107U009633). Побудова узагальнененого рівняння стану для таких систем, що встановлює залежність кількості мартенситної фази від температури та тиску; встановленя загального рівняння балансу рушійних та пінінгуючих сил , що враховують ефекти гістерезису в повному та часткових циклах мартенситного перетворення. Запропоновано загальнй підхід для побудови нерівноважної термодинаміки мартенситного перетворення в сплавах з термопружним мартенситним перетворенням, а також для матеріалів з магнітною памяттю форми, що базується на законі збереження енергії, дав змогу встановити загальний вигляд термомеханічного та магнітомеханічного рівнянь стану в таких матеріалах. До них належать: розробка загальних принципів побудови нерівноважної термодинаміки термічно-індукованих мартенситних перетворень з врахуванням незворотних процесів гістерезисного типу; побудова узагальнененого рівняння стану для таких систем, що встановлює залежність кількості мартенситної фази від температури та тиску; встановленя загального рівняння балансу рушійних та пінінгуючих сил, що враховують ефекти гістерезису; розробка спеціальної модельної системи диференційних рівнянь, що встановлює залежність пінінгуючих сил від кількості мартенситної фази в повному та часкових циклах мартенситного перетворення; розробка методів статистичного аналізу мартенситних структур для кількісного дослідження закономірностей їх формування та еволюції в процесах мартенситного перетворення, що базується на методах статистичного кореляційного аналізу та аналізу Фурьє; розробка мікроскопічної теорії термопружної рівноваги при мартенситних перетвореннях; розробка нерівноважної термодинаміки для матеріалів з магнітною памяттю форми, що базується на законі збереження енергії, де додатково враховується незворотна робота, яка йде на утворення та переміщення двійникових границь в таких матеріалах; розробка магнітомеханічного рівняння стану для систем з магнітною памяттю форми, що встановлює залежність деформації від магнітного поля та зовнішніх напружень; проведення теоретичних розрахунків величини магнітоіндукованої деформації без прикладення механічного навантаження та при різних постійних напруженнях, а також для ефектів надпружної поведінки в постійному магнітному полі в сплавах NIMNGA; практичне застосування запропонованого термодинамічного підходу для розрахунків корисної роботи, її оптимізації, та оцінки коефіцієнта корисної дії матеріалів з магнітною памяттю форми.