9588049815

„Wpływ wydzieleń fazy y na strukturę i właściwości ferromagnetycznych stopów z pamięcią kształtu Ni-Co-Mn-In”

II. Wstęp

Odkrycie zjawiska pamięci kształtu zostało dokonane na początku lat sześćdziesiątych XX wieku przez W. J. Buehler w Naval Ordonance Laboratory (USA). Efekt pamięci kształtu, który związany jest z termosprężystą przemianą martenzytyczną stanowi ciągle przedmiot badań i zainteresowań wielu ośrodków naukowych. Materiały z pamięcią kształtu poddane odkształceniom w odpowiednich warunkach powracają do poprzedniego kształtu. Czynnikami, które wywołują ten efekt są: temperatura, pole magnetyczne oraz naprężenia. Zdolność do takiej reakcji na odpowiednie bodźce zewnętrzne powoduje, iż materiały te należą do grupy materiałów inteligentnych.

Pierwszą i zarazem najbardziej rozpowszechnioną grupą materiałów wykazujących tzw. konwencjonalny efekt pamięci kształtu są stopy nikiel-tytan. Materiały te znalazły szerokie zastosowanie w technice, jako czujniki temperatury czy elementy sensorów, jak również w medycynie jako klamry do łączenia złamań kości, igły do lokalizacji guzów (najczęściej guzów sutka), sprężyny do wydłużania kości, filtry skrzepów czy elementy narzędzi chirurgii małoinwazyjnej, np. do laparoskopii.

Na przestrzeni ostatnich dwudziestu lat można zaobserwować coraz większy wzrost zainteresowania nowymi materiałami inteligentnymi, wśród nich ferromagnetycznymi stopami z pamięcią kształtu (Ferromagnetic Shape Memory Alloys - FSMA), w których zmiana kształtu odbywa się przez przyłożenie zewnętrznego pola magnetycznego i może być wywołane poprzez dwa mechanizmy, tzn. przemianę martenzytyczną lub reorientację płytek martenzytu spowodowaną ruchem granic bliźniaczych.

Najbardziej popularnym przedstawicielem FSMA są monokrystaliczne stopy Ni-Mn-Ga, w których zjawisko magnetycznego efektu pamięci kształtu zostało opisane po raz pierwszy przez K. Ullakko w 1996 roku [1]. Elementy wykonane ze stopów Ni-Mn-Ga charakteryzują się m.in. dużą częstotliwością pracy (kilka kHz), krótką stałą czasową zadziałania (5 ms) oraz wysoką wartością przemieszczenia uzależnioną od długości elementu aktywnego.

Istnieje wiele prac związanych z tematyką dotyczącą tych stopów, jednakże z powodu wysokiej ceny czystego galu oraz trudności związanych z hodowlą monokryształów, poszukuje się „zamiennika”, czyli alternatywnego materiału, którego koszty wytworzenia będą niższe przy zachowaniu lub polepszeniu jego właściwości.

PRACA DOKTORSKA str. 7