|
|
Ab initio výpočty stability slitin na bázi Ni-Mn-Ga
Pongrácz, Jakub ; Šesták, Petr (oponent) ; Zelený, Martin (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá teoretickým studiem magnetické slitiny s tvarovou pamětí na bázi Ni2MnGa s pomocí ab initio výpočtů elektronové struktury provedených metodou projektovaných přidružených vln. Konkrétně je studován vliv dopování mědí a kobaltem na průběh totální energie podél tetragonální deformační dráhy mezi fází austenitu s kubickou L21 strukturou a fází nemodulovaného martenzitu. Na základě získaných výsledků je zhodnocen vliv dopování na teplotu martenzitické transformace a mřížkové parametry studovaných slitiny. Teplota martenzitické transformace bude růst pro slitinu dopovanou 3,125 at. % mědi místo galia, zatímco u slitiny dopované 3,125 at. % kobaltu místo niklu bude teplota transformace klesat. Budou-li pro dopování použity oba prvky současně, převáží vliv mědi a martenzitická transformační teplota bude mírně růst. Porovnáním výsledku s výsledky získanými pomocí aproximace koherentního potenciálu ukazuje, že lokální distorze mřížky kolem dopovaného atomu má na studované vlastnosti minimální vliv.
|
|
|
Analýza smart materiálů
Rašner, Martin ; Lošák, Petr (oponent) ; Hadaš, Zdeněk (vedoucí práce)
Bakalářská práce „Analýza smart materiálů“ se zabývá popisem inteligentních materiálů z hlediska využitelnosti v technické praxi. Nejprve je v práci provedena rešerše smart materiálů, která je dále rozvedena na podrobný popis materiálů s tvarovou pamětí. Za účelem zkoumání funkčnosti materiálu a popisu jeho chování z hlediska nelineárního kmitání je navržen zjednodušený model. Praktická část se věnuje aplikaci pasivního tlumení na materiálu Nitinol. Řešení je provedeno v modelovacím prostředí MATLAB/Simulink.
|
|
|
Mathematical and computational modeling of shape-memory alloys
Benešová, Barbora ; Roubíček, Tomáš (vedoucí práce) ; Krejčí, Pavel (oponent) ; Stefanelli, Ulisse (oponent)
Tato dizertační práce se zabývá vývojem mesoskopického modelu monokrystalu slitin s pamětí tvaru zahrnujícího termodynamicky konsistentní popis termomechanických vazeb. Pod pojmem "mesoskopický" v tomto kontextu rozumíme schopnost modelu zachytit jemné prostorové oscilace deformačního gradientu pomocí gradientních Youn- gových měr. Existence řešení navrženého modelu byla dokázaná v tzv. "phase-field"- aproximaci pomocí přechodu z mikroskopického modelu obsahujícího člen popisující povrchovou energii. Tento přechod z fyzikálně relevantního modelu na jiné škále za- jistí oprávněnost mesoskopické relaxace. Existence řešení byla také dokázána zpětnou Eulerovou časovou diskretizací. Tato metoda tvoří koncept numerického algoritmu, na němž byla založena počítačová implementace navrženého modelu. Ta byla dále optimalizována pro rychlostně nezávislý isotermální případ. Vybrané výsledky simu- lací spočítaných touto implementací jsou rovněž prezentovány. V neposlední řadě jsou uvedena zjemnění analýzy v případě konvexní obálky Helmholtzovy volné energie a odpovídající limita phase-field aproximace.
|
|
|
Processing and Martensitic Transformations of NiTi-based Alloys
Kuběnová, Monika ; Kroupa, Aleš (oponent) ; Zemčík, Ladislav (oponent) ; Dlouhý, Antonín (vedoucí práce)
The thesis aims at: (i) an assessment of alloy contamination which may result from vacuum induction melting of Ni-rich NiTi-based shape memory alloys in conventional porous Y2O3 crucibles. (ii) an optimization of NiTi melting conditions with respect to the alloy purity and cost efficiency. (iii) an obtaining new differential scanning calorimetry (DSC) and 3D atom probe (AP) data on martensitic transformations and related hydrogen distributions in the Ni-rich NiTi shape memory alloys subjected to heat treatments under controlled environments with systematic variation of the hydrogen partial pressure. The following experiments were carried out: – Five different melting routes were designed and carried out in order to decrease melting temperature. – Five re-melting experiments were performed at 1500 °C with holding time 2, 10 and 20 min, and at 1550 °C and 1450 °C with 20 min holding time to examine the effect of temperature and holding time on oxygen content. – Ni-rich NiTi alloys were heat treated in Regime I (annealing) and in Regime II (annealing and aging) in either hydrogen or hydrogen-helium mixture (H2 partial pressure 20, 100, 500 and 700 mbar). Reference experiment were also performed in a pure helium atmosphere. It was found that designed melting routes lead to the lowering of maximum temperature during the induction melting cycles from 1800 to 1400 °C. Despite this significant maximum temperature drop, oxygen content of the final solidified alloy does not markedly reduce. During re-melting at 1500 °C with 2 min of holding time, the content of oxygen becomes triple the initial oxygen level and does not too differ from the re-melting experiments carried out at the same melting temperature but with 10 min of holding time. Furthermore, the oxygen content increases about fourfold with respect to the initial oxygen level during re-melting for 20 min at 1450 °C. This contamination level does not vary markedly with further rise of the melting temperature by 100 °C. Heat treatments in the controlled gaseous environments revealed that the one-step B2-B19’ martensitic transformation ceases with the increasing partial pressure of hydrogen. A pronounced drop in the DSC peak heights occurs at the hydrogen partial pressure exceeding 100 mbar. 3D AP measurements showed that there are no local variations in the Ni and Ti compositions in the sample after the Regime I heat treatment in hydrogen. Hydrogen was found to form stable interstitial solid solution in B2 NiTi. The distribution of hydrogen atoms is inhomogeneous; they organize into nano-domains with the hydrogen content exceeding locally a level of 10 at%.
|
|
|
Nízkocyklová únava pseudoelastické slitiny NiTi
Kaňová, Monika ; Hutař, Pavel (oponent) ; Pantělejev, Libor (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá studiem mechanických vlastností slitiny NiTi, která vykazuje jev pseudoelasticity a paměťového efektu. V části zabývající se únavou je zkoumána oblast funkční a strukturní únavy. Cílem této práce bylo provést a vyhodnotit sérii únavových testů. Materiál k experimentům byl dodán ve formě drátu, který byl upnut do speciálních čelistí. V první části experimentu jsou vyhodnoceny tahové zkoušky, kterými lze dokázat reprodukovatelnost měření. Dále byla provedena série únavových zkoušek. Výsledky těchto testů byly vyhodnoceny společně s výsledky již dříve provedených zkoušek. Jedna část diskuse byla zaměřena na porovnání změn tvaru hysterezních smyček při cyklickém zatěžování v závislosti na rychlosti zatěžování. Ve druhé části byly vyneseny křivky únavové životnosti. Bylo zjištěno, že tyto křivky mají nestandardní tvar, který je v práci vysvětlen.
|
|
|
Role materiálových věd při řešení problematiky technických havárií
Tonkovič, Miroslav ; Řičánková, Veronika (oponent) ; Klakurková, Lenka (vedoucí práce)
Materiálové vědy hrají při objasňování nejrůznějších technických havárií nezastupitelnou úlohu. Práce je zaměřena na několik konkrétních vybraných technických havárií, při jejichž řešení bylo nutné využít znalosti z oblasti materiálových věd. U konkrétních případů havárií je uveden popis událostí včetně jednotlivých výsledků z probíhajícího vyšetřování. Sledované havárie jsou popsány vždy společně s potřebným teoretickým základem souvisejícím s konkrétní problematikou, jehož znalost byla při vyšetřování nehody bezpochyby nutná. Závěr práce je věnován shrnutí nejčastějších příčin havárií.
|
|
|
Paměťové materiály
Josiek, Robert ; Šesták, Petr (oponent) ; Molliková, Eva (vedoucí práce)
V současné době je věnována velká pozornost materiálům s paměťovým efektem a především intermetalické sloučenině NiTi. Tato slitina je velmi stabilní a korozně odolná. Její výroba je však velmi obtížná z důvodu velké reaktivity titanu. Paměťový jev v tomto materiálu je závislý na mnoha faktorech, například je citlivý na přesné dodržení složení slitiny a na způsob tepelného zpracování. V této práci je popsán a vysvětlen paměťový efekt a to jak jednocestný, tak i dvoucestný. Je také věnována pozornost dalšímu jevu souvisejícímu s martenzitickou transformací – superelasticitě. V samostatné kapitole jsou uvedeny aplikace těchto materiálů v praxi.
|
host ::
RSS.