|
|
Comparison of different approaches in ab initio modeling of mechanical and magnetic properties of materials
Čavojec, Martin ; Řehák, Petr (oponent) ; Zelený, Martin (vedoucí práce)
This thesis studies the influence of the quantum-mechanical description of interatomic interactions on the results of ab initio calculations of magnetic and mechanical properties of Fe, -TiAl and Ni2MnGa. Two methods for the description of interactions were examined, the projector-augmented wave method and the linear combination of atomic orbitals, implemented in ab initio codes VASP and SIESTA, respectively. The results of the dependence of the magnetic moments on the volume or tetragonal deformation paths indicate relative comparability across these two methods. However, calculated elastic constants also point to the unsuitability of the SIESTA software for calculations of elastic constants using the stress-strain method. Additionally, as a part of the thesis, a script for the calculation of elastic constants was created in the programming language Python.
|
|
| |
|
|
Magnetické slitiny s tvarovou pamětí - ab initio přístup
Heczko, Martin ; Šesták, Petr (oponent) ; Zelený, Martin (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá teoretickým studiem slitin s magnetickou tvarovou pamětí na bázi Ni2MnGa při užití ab initio výpočtů elektronové struktury provedených metodou projektovaných přidružených vln. V práci byl studován vliv rostoucí koncentrace manganu v podmřížce galia na průběh totální energie a magnetických momentů podél tetragonální deformační dráhy mezi fází austenitu s kubickou L21 strukturou a fází nemodulovaného martenzitu s tetragonální strukturou. Dále byl zkoumán vliv vzájemného uspořádání atomů manganu v podmřížce galia a změny těchto uspořádání podél tetragonální deformační dráhy. V neposlední řadě byly spočteny elastické konstanty pro fázi austenitu a martenzitu v jednotlivých zkoumaných slitinách. Z výsledků vyplývá, že s rostoucí koncentrací manganu klesá totální energie nemodulovaného martenzitu, což má za následek jeho stabilizaci. Zároveň se snižuje energetická bariera mezi austenitem a martenzitem, tedy austenit z metastabilního stavu přechází do stavu nestabilního.
|
|
| |
|
|
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.
|
|
|
Počítačové modelování hranic dvojčatění ve slitinách s tvarovou pamětí
Heczko, Martin ; Pokluda, Jaroslav (oponent) ; Zelený, Martin (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá teoretickým studiem dvojčatění slitin s magnetickou tvarovou pamětí na bázi Ni2MnGa při užití ab initio výpočtů elektronové struktury provedených metodou projektovaných přidružených vln. V práci byl studován vliv rostoucí koncentrace manganu v podmřížce galia na totální energii a stav napjatosti podél různých deformačních drah ve smykovém systému (10-1)[101] nemodulovaného martenzitu. Dále byl zkoumán vliv koncentrace manganu na energii rovinné chyby způsobené přítomností parciální dislokace při pohybu hranice dvojčatění. Z výsledků vyplývá, že zvýšením koncentrace manganu dochází jak k nárůstu modulu pružnosti ve smyku pro zkoumaný smykový systém, tak i k nárůstu energetických bariér a deformačních charakteristik v průběhu smykové deformace, což ji činí obtížnější. Zvýšení koncentrace manganu taktéž vede ke zvýšení energie rovinné chyby. Všechny zjištěné efekty mohou být zodpovědné za pokles mobility hranic dvojčatění ve slitinách s vysokým obsahem manganu.
|
|
|
Počítačové modelování slitin s vysokou entropií
Papež, Pavel ; Jan, Vít (oponent) ; Zelený, Martin (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá teoretickým studiem slitiny s vysokou entropií CoCrNi za využití ab initio výpočtů. Byl studován vliv uspořádání na krátkou vzdálenost na vzájemnou stabilitu FCC a HCP struktury a vliv na energii vrstevné chyby. Výsledky ukazují zvýšení stability obou typů struktur se snižujícím se počtem Cr-Cr nejbližších sousedů. Vliv počtu Cr Cr nejbližších sousedů na energii vrstevné chyby nebyl narozdíl od dříve napsané literatury prokázán. Ukázala se však silná závislost na změně uspořádání na krátkou vzdálenost, ke kterému dojde při posunu vrstev (1 1 1) po transformaci z FCC do HCP struktury. Dále byl studován vliv intersticiálních atomů C a N. Oba stabilizují FCC strukturu a tím dochází ke zvýšení energie vrstevné chyby. Oba intersticiály preferují oktaedrické pozice s větším množstvím Cr v jejich okolí.
|
|
|
Strucure and mechnical properties of cold sprayed Ti-6Al-4V layer
Sabela, Jakub ; Zelený, Martin (oponent) ; Řehořek, Lukáš (vedoucí práce)
Diploma thesis deals in the first part with recent knowledge of cold spray, its mechanism and parameters of deposition, advanced coatings made by cold spray and their applications, knowledge of Ti-6Al-4V coatings and their heat treatment. Deposit of Ti- 6Al-4V powder was made by cold spray process. In experimental part, microstructure and mechanical properties of supplied and its heat treated material were observed and examined. Mechanical properties and microstructure remained unchanged by annealing at 600 °C as in the case of supplied material. Recrystallization occured in microstructure of and phases by annealing at 800 °C. Grains were emerged in microstructure and mechanical properties were decreased. Mechanical properties were improved by annealing at 900 °C due to quenching. Microstructure consists of and ’ phases. Mechanical properties were the worst for annealed material at 1000 °C because of coarsed grains. Material which was annealed at 800 °C, quenched and precipitation hardened had the best microstructure and mechanical properties.
|
|
|
Study of inter-atomic interactions in advanced materials with help of ab initio calculations
Janovec, Jozef ; Šob, Mojmír (oponent) ; Zelený, Martin (vedoucí práce)
Chemical bonding in transition metal diborides and Ni2MnGa alloy was studied in terms of energy resolved COHP visualization tool. The electronic structure of studied systems was calculated using the first principles calculations with the help of projector augmented-wave method. Concerning transition metal diborides, we found dependence of the strongest boron-boron bond on the charge transfer from metal to boron atoms. The stability of diborides with the alpha structure decreases with higher number of metal valence electrons due to on-site contribution to the band energy near the Fermi level. Ni2MnGa shape memory alloy was treated by DFT+ U corrective method in order to describe localized electrons more accurately. The effect of U on Ni resides in destabilization of the cubic austenite and stabilization of the tetragonal NM martensite. On the contrary, U on Mn destabilizes martensite. The bond analysis shows that the strongest bond in the alloy is Ni-Ga with covalnet character. Increased localization of Mn valence electrons makes Mn-Ni bond more covalent and Ni-Ni bond more metallic. The localization of Ni electrons results in more metallic Mn-Ni bond.
|
|
|
Pozorování hranic dvojčatění ve slitině Ni-Mn-Ga
Čech, Jan ; Jan, Vít (oponent) ; Zelený, Martin (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá pozorováním hranic dvojčatění v 10M martenzitu slitiny s magnetickou tvarovou pamětí na bázi Ni2MnGa. Teoretická část definuje materiály s tvarovou pamětí, jejich odezvu na mechanické nebo magnetické zatížení, pojem dvojčatění, který s jevem tvarové paměti úzce souvisí, a jednotlivé úrovně dvojčatění. Experimentální část studuje jednotlivé typy hranic dvojčatění na monokrystalu slitiny Ni49,2Mn30,4Ga20,4 pomocí světelné i elektronové mikroskopie. Dále se zabývá detekcí strukturní orientace jednotlivých variant dvojčatění. Pro pozorování pohybu hranic dvojčatění v reálném čase byl navržen a vyroben přípravek, který uchycuje vzorek do světelného mikroskopu. Pomocí deformace tlakem bylo určeno, že k pohybu hranic Typu II dochází přibližně při napětích ~0,2 MPa, zatímco pro uvedení hranic Typu I do pohybu je třeba napětí ~0,6 MPa.
|
host ::
RSS.