Книги по разным темам Pages:     | 1 | 2 |

неизменной и отличной от того, что имеет место для Известно, что напряжения изменяют температуру Tматериала без деформации, рис. 4. Величина Q1 во в соответствии с уравнением Клаузиуса-Клапейрона втором термоцикле оказывается не больше, чем при T0Di ji j первом нагревании, а равна (для образцов без трубки T = T0 +, (2) Q и рядом с ней) или меньше (для образцов в трубке) по сравнению с образцами без деформации: уже указдесь Di j Ч компоненты тензора деформации кристалзывалось, что в первом термоцикле одновременно релической решетки при мартенситном превращении [7].

ализуются два превращения B19 B2 и R B2, а во Уравнение (2) записано для одной структурной составвтором нагревании в рамках неполного цикла Ч только ляющей материала, в частности Ч для одного варианта одно R B2. Некоторые калориметрические кривые, по смещений атомов монокристалла во время мартенситнокоторым можно судить об изменении величины Q1 в го превращения. Для качественного понимания существа зависимости от номера термоцикла, представлены на дела этого вполне достаточно, однако для количественно рис. 3. Здесь же, для сравнения, приведены данные для точного сопоставления с опытными данными в расчетах случая = 0 (5). Для образцов без трубки и рядом с следует учитывать особенности взаимодействия струкней имеем Q1 = 7.2 1.8J/g, а для образцов в трубке турных компонентов вещества.

Q1 = 5.1 1.1 J/g, что в среднем в 1.4 раза меньше, чем Изменение скачка энтропии во время фазового перепри = 0. Здесь опять, как и в случае величины q1, хода под действием какого-либо фактора может означать проявляется действие реактивных напряжений.

изменение типа перехода. Например, переход первого Изучение величины Q показало, что и ее значение рода под действием этого фактора может стать перехов деформированных образцах внутри трубки меньше дом второго рода. Однако при малых напряжениях велив среднем в 1.16 раза, чем в недеформированных, чина S в первом приближении изменяться не должна.

Журнал технической физики, 2006, том 76, вып. Влияние реактивных напряжений на теплоту мартенситных превращений в никелиде титана Тогда в соответствии с (1,b) и (2) зависимость величи- действием больших и очень больших механических ны q от напряжений оказывается очевидной: подставив воздействий, например всестороннего давления. В частуравнение (2) в (1,b), полагая энтропию независящей ности, это может относиться к процессам внутри планет от напряжений и определяемой из (1,a), пренебрегая и к таянию нижних слоев ледниковых отложений в зависимостью Di j(i j), после преобразований получим Антарктиде и Гренландии.

уравнение Q2 - QQ0 - Q0Di ji j = Заключение с решениями 1. В никелиде титана термообратимое деформиро 0.вание не оказывает существенного влияния на вну2Q = Q0 Q2 + 4Q0Di jih треннюю теплоту мартенситных превращений B2 R, R B2.

или Q0.5 2. Реактивные напряжения уменьшают теплоту пре2 = 1 1 + 4Di ji j Q0, (3) |Q0| вращений B19 B2, R B19, B2 R, R B2.

3. Предложено объяснение влияния напряжений на где = Q/Q0.

скрытую теплоту превращений для любых фазовых Поскольку при охлаждении имеем Q0 < 0, а при переходов первого рода.

нагревании Q0 > 0, то знак ДминусУ здесь следует относить к случаю прямой реакции, а знак ДплюсУ Ч Автор благодарит Т.Н. Реснину за помощь в проведек обратной. Кроме того, следует учитывать, что если нии калориметрических исследований.

компоненты Di j, относящиеся к прямой реакции, имеют один знак, то аналогичные компоненты для обратной Список литературы реакции имеют противоположный знак. Очевидно, если происходит деформационный возврат, то Di ji j < 0.

[1] Sade M., Cesari E., Horbogen E. // Journal of materials Оценим эффект свертки Di ji j. Поскольку параметscience letters. 1989. Vol. 8. P. 191Ц193.

ры тензора Di j приблизительно известны толко для [2] Pelogrina J.L., Sade M., Auguet C., Torra V., Toralba A. // B19 B2 мартенситного превращения, то оценку вы- Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 1999. Vol. 56.

полним для величины Q = 26.4J/g (169 MJ/m3), от- P. 247Ц259.

[3] Егоров С.А., Реснина Н.Н., Волков А.Е. // Материаловеденосящуюся к этому процессу. При этом для проние. 2003. № 7. С. 32Ц36.

стоты примем D11 = D33 = -0.1, остальные компонен[4] Волков А.Е., Егоров С.А., Реснина Н.Н. // Вестн. Тамбовты Di j = 0 [7]. В опытах величины 11 = 33 могли ского ун-та. 2003. Т. 8. Вып. 4. С. 553Ц556.

принимать свои максимальные значения, близкие к [5] Picornell C., Cesari E., Sade M. // Journal of materials science / 3 = 144 MPa, только во время первого нагреваletters. 1990. Vol. 3. P. 741Ц746.

ния. При дальнейшем термоциклировании, после ча[6] Хачин В.Н., Пушин В.Г., Кондратьев В.В. Никелид титана:

стичной релаксации напряжений во время реализации структура и свойства. М.: Наука, 1992. 160 с.

эффекта памяти формы, их значения должны быть [7] Лихачев В.А., Малинин В.Г. Структурно-аналитическая существенно меньше, так что для оценки допустим теория прочности. СПб.: Наука, 1993. 471 с.

11 = 33 = 60 MPa. Тогда для параметра Q получим = 0.92. Если учесть действие реактивных напряжений, то значения компонентов i j увеличатся. Примем, что в защемленных образцах (в трубке) во втором и третьем термоциклах действовали напряжения 11 = 33 = 100 MPa. Тогда получим = 0.86, как это и было в опыте.

Таким образом, можно считать, что получено одно из возможных объяснений эффекта влияния реактивных напряжений на теплоту перехода мартенситных превращений. Особенностью предлагаемого подхода является его универсальность. Видимо, аналогичные эффекты, что и в никелиде титана, должны наблюдаться во всех веществах с фазовыми переходами первого рода со значительными теплопоглощениями или тепловыделениями.

Полученные результаты могут быть полезны при изучении не только материалов с эффектом памяти формы, но и во всех других случаях, где важную роль играют фазовые превращения первого рода, протекающие под Журнал технической физики, 2006, том 76, вып. Pages:     | 1 | 2 |    Книги по разным темам