Preview

Frontier Materials & Technologies

Расширенный поиск

ВЛИЯНИЕ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ TiNi ПРОВОЛОКИ НА ТЕРМОКИНЕТИЧЕСКУЮ ЭДС

https://doi.org/10.18323/2073-5073-2017-3-97-102

Полный текст:

Аннотация

Возникновение термокинетической ЭДС в сплавах никелида титана возможно при перемещении как участка нагрева вдоль протяженного TiNi образца, так и локального участка охлаждения. При этом нагрев в локальной зоне проводника обуславливает обратный фазовый переход (T≥Ан), а охлаждение – прямой (T≤Мн).

Ранее экспериментально установлено, что величина наводимой термокинетической ЭДС возрастает при перемещении зоны охлаждения через локально деформированный участок, причем увеличение ЭДС зависит от величины деформации TiNi образца. Необходимо отметить, что физическая природа данного явления до конца не изучена.

В работе предложена физическая модель, согласно которой термокинетическая ЭДС инициируется в результате возникновения разности потенциалов на участках с прямым и обратным фазовым превращениями, возникающими при движении зоны охлаждения вдоль TiNi сплава. При прохождении участком охлаждения деформированной зоны на границах зоны деформации возникает ЭДС, которая обусловлена разностью коэффициентов термоЭДС деформированного и недеформированного участков TiNi образца, а также воздействием температуры. Получены математические выражения, позволяющие рассчитать изменение величины термокинетической ЭДС при прохождении пластически деформированного участка. Данные выражения подтверждают, что с увеличением величины пластической деформации (длина деформированного участка 6 см) увеличивается изменение термокинетической ЭДС.

Результаты расчетов изменения термокинетической ЭДС при прохождении участком охлаждения через зону деформации в сплавах TiNi хорошо согласуются с экспериментальными данными и могут служить основой при разработке способов и методов контроля однородности протяженных TiNi изделий.

Об авторах

Василий Васильевич Рубаник (мл.)
Институт технической акустики Национальной академии наук Беларуси, Витебск
Беларусь

кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник



Анна Викторовна Лесота
Институт технической акустики Национальной академии наук Беларуси, Витебск
Беларусь

младший научный сотрудник



Список литературы

1. Фурмаков Е.Ф. Электрический ток, вызванный движением поверхности раздела фаз в металле // Фундаментальные проблемы естествознания. 1999. Вып. 21. С. 377–378.

2. Фурмаков Е.Ф. Датчик термокинетической ЭДС // Крым 2004: сб. тезисов одиннадцатой Междунар. конф. М., 2004. С. 11–12.

3. Рубаник В.В., Лесота А.В., Рубаник В.В. мл. Расчет термокинетической ЭДС при обратном фазовом переходе в никелиде титана // Письма о материалах. 2017. Т. 7. № 2. С. 96–100.

4. Рубаник В.В., Рубаник В.В. мл., Лесота А.В. Термоэлектрические явления при прямом фазовом превращении в TiNi сплаве // Приборостроение-2015: материалы 8-й междунар. науч.-техн. конф. Т. 1. Минск, 2015. С. 24–26.

5. Рубаник В.В., Рубаник В.В. мл., Лесота А.В. Контроль деформационного состояния протяженных TiNi изделий с помощью термокинетической ЭДС // Физическое материаловедение: VII Междунар. школа с элементами научной школы для молодежи: сб. конкурсных докладов. Тольятти, 2016. С. 237–242.

6. Кулькова C.Е., Валуйский Д.В., Смолин И.Ю. Изменения электронной структуры при B2−B190 мартенситном превращении в никелиде титана // Физика твердого тела. 2001. Т. 43. № 4. С. 706–713.

7. Matsumoto H. Enhancement of a peak in electrical resistivity of NiTi alloy in early stage of transformation cycles // Journal of alloys and compounds. 2004. Vol. 364. № 1-2. P. 132–136.

8. Ramachandran B., Tang R.C., Chang P.C., Kuo Y.K., Chien C., Wu S.K. Cu-substitution effect on thermoelectric properties of the TiNi-based shape memory alloys // Journal of applied physics. 2013. Vol. 113. № 20. P. 203702.

9. Anatychuk L.I., Bulat L.P. Thermoelectric phenomena under large temperature gradients // Thermoelectrics Handbook: macro to nano-structured materials. New York: CRC Press, 2005. P. 3–11.

10. Golestaneh A.A. Martensitic phase transformation in shape-memory alloys // International Conference on Martensitic Transformation. Cambridge, 1979. P. 679–692.

11. Benedicks С. Tetziger. Stand grundlegenden Keuntrisse der Thermoelektrizität // Erg. Exact. Naturwiss. 1929. Bd. 8. P. 26–67.

12. Рубаник В.В., Рубаник В.В. мл., Петрова-Буркина О.А. Проявление термоэлектрических явлений в NiTi // Влияние электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов. Новокузнецк, 2011. С. 60–65.

13. Гюнтер В.Э., Ходоренко В.Н. Никелид титана. Медицинский материал нового поколения. Томск: МИЦ, 2006. 286 c.

14. Liang C., Rogers C.A. One-dimensional thermomechanical constitutive relations for shape memory materials // Journal of Intelligent Material Systems and Structures. 1990. Vol. 1. № 2. P. 207–234.

15. Shchennikov V.V., Ovsyannikov S.V., Vorontsov G.V. Investigations of multiphase states in vicinity of pressure-induced phase transitions // Physica Status Solidi (b). 2004. Vol. 241. № 14. P. 3203–3209.

16. Shchennikov V.V., Ovsyannikov S.V., Derevskov A.Y., Shchennikov V.V. Jr. Automated portable high-pressure setup for study of phase transitions in solids // Journal of Physics and Chemistry of Solids. 2006. Vol. 67. № 9-10. P. 2203–2209.

17. Ovsyannikov S.V., Shchennikov V.V., Komarovskii I.A., Vorontsov G.V., Korobeynikov I.V., Shchennikov V.V. Jr. Electrical and mechanical properties of multi-phase systems under external impacts // Proceedings of the SPIE. 2011. Vol. 7978. Id. 79781W.

18. Лухвич А.А. Влияние дефектов на электрические свойства металлов. Минск: Наука и техника, 1976. 99 с.

19. Лухвич А.А., Каролик А.С., Шарандо В.И. Структурная зависимость термоэлектрических свойств и неразрушающий контроль. Минск: Наука и техника, 1990. 192 с.

20. Рубаник В.В., Рубаник В.В. мл., Лесота А.В. Термоэлектрические явления в деформированном сплаве TiNi // Прочность неоднородных структур ПРОСТ-2016: материалы 8-й Евразийской науч.-практ. конф. М., 2016. С. 59–61.


Рецензия

Для цитирования:


Рубаник (мл.) В.В., Лесота А.В. ВЛИЯНИЕ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ TiNi ПРОВОЛОКИ НА ТЕРМОКИНЕТИЧЕСКУЮ ЭДС. Вектор науки Тольяттинского государственного университета . 2017;(3):97-102. https://doi.org/10.18323/2073-5073-2017-3-97-102

For citation:


Rubanik Jr. V.V., Lesota A.V. THE INFLUENCE OF PLASTIC DEFORMATION OF TiNi WIRE ON THE THERMOKINETIC EMF. Science Vector of Togliatti State University . 2017;(3):97-102. (In Russ.) https://doi.org/10.18323/2073-5073-2017-3-97-102

Просмотров: 17


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2782-4039 (Print)
ISSN 2782-6074 (Online)