Логин:
Пароль:

Работа №1620
Название работы
Создание магнитоуправляемых нанокомпозитов с высокой циклической стабильностью функциональных свойств на основе В2(L21)-монокристаллов с термоупругими мартенситными превращениями
Автор работы
Панченко Елена Юрьевна
Дата начала работы Дата окончания работы
2010-09-17 2012-11-26
Аннотация
Цель работы:Разработка способов создания новых магнитоуправляемых нанокомпозитов на основе монокристаллов Co-Ni-Al, Ni-Fe-Ga-(Co) с высокой циклической стабильностью функциональных свойств за счет оптимизации их микро(нано)структуры. Выполнение НИР должно обеспечивать достижение научных результатов мирового уровня, подготовку и закрепление в сфере науки и образования научных и научно-педагогических кадров, формирование эффективных и жизнеспособных научных коллективов. Будут разработаны способы повышения стабильности функциональных свойств ферромагнитных В2(L21)-интерметаллидов с термоупругими мартенситными превращениями за счет выбора ориентации монокристаллов и оптимизации микро(нано)структуры. Созданы высокопрочные нанокомпозиты на основе новых ферромагнитных монокристаллов Co-Ni-Al, Ni-Fe-Ga-(Co), которые будут обладать сверхэластичностью в интервале температур от (-60 0С) до +250 0С и высоким сопротивлением усталости до 1000 циклов с деформацией превращения в цикле 3% при Т меньше или равно 150 0C без деградации функциональных свойств.
Тип НИР Источник финансирования Объем финансирования Вид работы
ФЦП 1006600 Министерство образования и науки Российской Федерации Фундаментальная
Промежуточный реферат №1
Объект исследования: монокристаллы В2-интерметаллидов (Co-Ni-Al, Ni-Fe-Ga, Ni-Fe-Ga-Co), испытывающие термоупругие мартенситные превращения и связанные с ними эффекты памяти формы и сверхэластичности. Цель работы - рост высококачественных монокристаллов ферромагнитных сплавов Co-Ni-Al, Ni-Fe-Ga-(Co), выбор и обоснование оптимального варианта направления работы и проведение экспериментальных исследований по влиянию старения на микроструктуру монокристаллов. В процессе работы были использованы следующие методы: метод Бриджмена для роста монокристаллов, оптическая металлография, растровая электронная микроскопия, просвечивающая электронная микроскопия, метод рентгеноструктурного анализа по определению ориентации кристаллов, испытания на растяжение и сжатие образцов. При выполнении отдельных видов работ по Государственному контракту получены следующие результаты: 1. Аналитический обзор на основе обобщения литературных данных по исследованию термоупругих мартенситных превращений и влиянию термических обработок на структуру и функциональные свойства ферромагнитных интерметаллидов на основе Co-Ni-Al и Ni-Fe-Ga-(Co). 2. Выращены монокристаллы сплавов Co-Ni-Al и Ni-Fe-Ga-(Co). 3. Созданы нанокомпозиты на основе монокристаллов Co-Ni-Al и Ni-Fe-Ga-(Co) с различными параметрами микроструктуры – размером, объемной долей частиц за счет выбора режимов старения. Разработаны методики старения под сжимающей/растягивающей нагрузкой в аустенитном и мартенситном состоянии. 4. Подготовлены две публикации по результатам поисковой научно-исследовательской работы.
Инвентарный номер отчета (ИК): 02201057393 Дата регистрации ИК: 2010-11-17
Промежуточный реферат №2
Объект исследования: монокристаллы В2(L21)-интерметаллидов (Co-Ni-Al, Ni-Fe-Ga, Ni-Fe-Ga-Co), испытывающие термоупругие мартенситные превращения и связанные с ними эффекты памяти формы и сверхэластичности. Цель работы – установить закономерности развития термоупругих мартенситных превращений в нанокомпозитах с различной микроструктурой, созданных на основе состаренных монокристаллов Co-Ni-Al и Ni-Fe-Ga-(Co). При выполнении отдельных видов работ по Государственному контракту получены экспериментальные данные о влиянии параметров микроструктуры состаренных монокристаллах Co35Ni35Al30, Ni54Fe19Ga27 и Ni49Fe18Ga27Co6 (ат. %) – размера, объемной долей и числа вариантов дисперсных частиц, на температуры термоупругих мартенситных превращений, температурный гистерезис, температурные интервалы прямого и обратного превращеня при охлаждении/нагреве. На основе этих данных разработана термодинамическая модель развития термоупругих мартенситных превращений в нанокомпозитах. Определены структурные состояния (низкотемпературное старение при 673-773 К, частицами размером до 30 нм), при которых развитие мартенситного превращения при охлаждении/нагреве сопровождается значительным накоплением упругой энергии, которая превышает рассеяние энергии и является движущей силой обратного превращения, что должно способствовать высокой обратимости и циклической стабильности сверхэластичности, обычного и магнитного эффекта памяти формы. Впервые экспериментально показано, что температурами мартенситных превращений в монокристаллах Ni49Fe18Ga27Co6 можно управлять за счет старения под нагрузкой. По результатам поисковой научно-исследовательской работы подготовлены две публикации, защищены одна дипломная работа и две курсовые работы, студентами исполнителями Государственного контракта.
Инвентарный номер отчета (ИК): 02201159206 Дата регистрации ИК: 2011-07-18
Промежуточный реферат №3
Объект исследования: монокристаллы В2(L21)-интерметаллидов (Co-Ni-Al, Ni-Fe-Ga, Ni-Fe-Ga-Co), испытывающие термоупругие мартенситные превращения и связанные с ними эффекты памяти формы и сверхэластичности. Цель работы – исследовать влияние дисперсных частиц, ориентации оси деформации, способа деформации¬ – растяжения/сжатия, на закономерности развития В2-L10 и B2(L21)-10M+14M-L10 мартенситных превращений под действием нагрузки, температурный интервал сверхэластичности, величину эффекта памяти формы и сверхэластичности, механический гистерезис в ферромагнитных монокристаллах Co-Ni-Al, Ni-Fe-Ga-(Co). При выполнении отдельных видов работ по Государственному контракту получены экспериментальные данные по закономерности влияния дисперсных частиц, ориентации кристаллов, способа деформации на температурный интервал сверхэластичности, величину обратимой деформации механический гистерезис в монокристаллах Co-Ni-Al и Ni-Fe-Ga-(Co). Экспериментально установлены структурные состояния и ориентации монокристаллов, в которых сверхэластичность наблюдается при высоких температурах при Т > 400 К. Определены необходимые условия наблюдения высокотемпературной сверхэластичности: высокий уровень прочностных свойств высокотемпературной фазы одновременно с низкими значениями в интервале развития мартенситных превращений под нагрузкой. Экспериментально установленные структурные состояния и ориентации монокристаллов, в которых сверхэластичность характеризуется узким механическим гистерезисом менее 10 МПа. Впервые экспериментально показано, что величиной механического гистерезиса в монокристаллах Ni49Fe18Ga27Co6 можно управлять за счет старения под нагрузкой. По результатам поисковой научно-исследовательской работы подготовлены две статьи в журнал ВАК.
Инвентарный номер отчета (ИК): 02201162304 Дата регистрации ИК: 2011-11-21
Промежуточный реферат №4
Объект исследования: монокристаллы сплавов Co-Ni-Al, Ni-Fe-Ga-(Co)., испытывающие термоупругие В2-L10 и B2(L21)-10M+14M-L10 мартенситные превращения. Цель работы – исследовать влияние дисперсных частиц, ориентации кристалла, на циклическую стабильность сверхэластичности и закономерности развития В2-L10 и B2(L21)-10M+14M-L10 мартенситных превращений под действием нагрузки в ферромагнитных монокристаллах Co-Ni-Al, Ni-Fe-Ga-(Co). В процессе работы были использованы следующие методы: Механические испытания на растяжение и сжатие, метод старения монокристаллов под действием внешних приложенных напряжений, оптическая металлография, просвечивающая электронная микроскопия, метод рентгеноструктурного анализа по определению ориентации образцов. 1. Установлены закономерности циклической деградации сверхэластичности в зависимости от ориентации кристалла, температуры испытания в монокристаллах и нанокомпозитах сплавов Co-Ni-Al и Ni-Fe-Ga-(Co) с различной микроструктурой – размером, объемной долей и числом вариантов дисперсных частиц. 2. Установлена зависимость дефектной структуры циклически деформированных образцов состаренных монокристаллов Co-Ni-Al и Ni-Fe-Ga-(Co) в зависимости от параметров микроструктуры. 3. Проведен анализ микроструктурных механизмов деградации функциональных свойств в нанокомпозитах в зависимости от размеров дисперсных частиц. 4. Установлены механизмы деформации мартенсита в закаленных монокристаллах и нанокомпозитах в зависимости от ориентации кристалла и параметров микроструктуры. Разработана методика создания высокопрочных нанокомпозитов при пластической деформации мартенсита с последующим высокотемпературным отжигом. 5. Написан текст и оформлены главы докторской диссертации руководителем проекта. Написана кандидатская диссертация исполнителем проекта аспирантом Тимофеевой Екатерины Евгеньевны и сделан доклад на научном семинаре. Подготовлена публикация по результатам работы в журнал ВАК. 6. Написаны и защищено две выпускные квалификационные работы.
Инвентарный номер отчета (ИК): 02201259827 Дата регистрации ИК: 2012-07-13
Заключительный реферат
Объект исследования: монокристаллы В2-интерметаллидов сплава Co-Ni-A и Ni-Fe-Ga-(Co), испытывающие термоупругие мартенситные превращения и связанные с ними эффекты: эффект памяти формы и сверхэластичность. Цель работы - анализ экспериментальных данных и разработка способов повышения стабильности функциональных свойств ферромагнитных монокристаллов Co-Ni-Al, Ni-Fe-Ga-(Co) с термоупругими мартенситными превращениями за счет выбора ориентации монокристаллов, и оптимизации микро(нано)структуры. В результате исследования были получены следующие экспериментальные данные: 1. Выполнен анализ результатов проведенных исследований. Выяснена зависимость циклической стабильности функциональных свойств закаленных монокристаллов ферромагнитных сплавов Co-Ni-Al, Ni-Fe-Ga-(Co) и нанокомопозитов на их основе от ориентации, способа деформации, параметров микро(нано)-структуры и плотности дефектов кристаллического строения – двойниковых границ. Разработана микромеханическая модель, объясняющая зависимость функциональной деградации от ориентации кристаллов параметров структуры нанокомпозитов - размера и числа вариантов частиц. 2. Разработаны рекомендации и способы повышения стабильности функциональных свойств В2(L21)-интерметаллидов с термоупругими мартенситными превращениями за счет выбора ориентации монокристаллов, текстуры поликристаллов и оптимизации микро(нано)структуры. Созданы высокопрочные нанокомпозиты на основе ферромагнитных монокристаллов Co-Ni-Al,Ni-Fe-Ga-(Co), которые обладают сверхэластичностью в интервале температур от (-60 град.С) до +200 град.С и высоким сопротивлением усталости до 1000 циклов с деформацией превращения в цикле 4,5 % при Т = +25 град.С без деградации функциональных свойств. 3. Защищена докторская диссертация молодым кандидатом наук, исполнителем проекта, подготовлена докторская диссертация руководителем проекта и принята к защите кандидатская диссертация аспирантом, исполнителем проекта. 4. Подготовлена публикация по результатам поисковой научно-исследовательской работы в журнале ВАК.
Инвентарный номер отчета (ИК): 02201262490 Дата регистрации ИК: 2012-11-06
Заказчик
Министерство образования и науки РФ, ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы», Мероприятие 1.2.2 Проведение научных исследований научными группами под руководством кандидатов наук,Лот 3, 2010-1.2.2-207-003 «Проведение научных исследований научными группами под руководством кандидатов наук по следующим областям: - нанотехнологии и наноматериалы; - механотроника и создание микросистемной техники; - создание биосовместимых материалов»,Шифр «2010-1.2.2-207-003», № заявки 2010-1.2.2-207-003-043, ГК № 14.740.11.0258 от 17 сентября 2010
ГРНТИ УДК Инвентарный номер Госшифр Госконтракт Договор
29.19.22 ( ФИЗИКА. Физика твердых тел. Физика наноструктур. Низкоразмер-ные структуры. Мезоскопические структуры. )
539.23; 539.216.1; 539460 2010-1.2.2-207-003 14.740.11.0258
Ключевые слова
магнитоуправляемые нанокомпозиты, ферромагнитные монокристаллы, термоупругие мартенситные превращения
Предполагаемый результат работы
Отчет
Организации соисполнители
Государственный учет результатов НИОКР в БД РНТД Минобрнауки РФ
Получить полный доступ
Основание к регистрации темы (электронный вариант)
Только для служебного пользования
   
2007 © ОНТИ НУ ТГУ
E-mail: onti@sun.lib.tsu.ru
Тел: 52-76-99