Расчет термокинетической ЭДС при обратном фазовом переходе в никелиде титана

В.В. Рубаник1,2, А.В. Лесота1, Рубаник Василий Васильевич мл.1,2
1Государственное научное учреждение "Институт технической акустики Национальной академии наук Беларуси, пр. Генерала Людникова 13, 210023, Витебск, Беларусь
2Учреждение образования «Витебский государственный технологический университет», Московский пр-т 72, 210035, Витебск, Беларусь
Аннотация
Известно, что наведение термокинетической ЭДС в никелиде титана происходит при реализации термоупругих фазовых превращений в локальной зоне. Причем возникновение термокинетической ЭДС возможно как при перемещении 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). Так как в материалах на основе никелида титана количество мартенситной фазы определяется температурой образца, было предположено, что и величина термокинетической ЭДС зависит от величины температуры в зоне нагрева. Определение зависимости величины наводимой термокинетической ЭДС от температуры при нагреве и являлось целью данной работы. 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 нагрева вдоль TiNi сплава. Получены математические выражения позволяющие рассчитать величину термокинетеской ЭДС при обратном фазовом превращении в сплаве TiNi, а также зависимость данной величины от температуры в зоне нагрева. Показано, что термокинетическая ЭДС возникает при достижении температуры в зоне нагрева Ан и увеличивается до 0,23 мВ с повышением температуры до Ак, дальнейшее повышение температуры на величину термокинетической ЭДС не влияет. Результаты расчетов величины термокинетической ЭДС в сплавах TiNi при обратном фазовом превращении хорошо согласуются с экспериментальными данными.
Получена: 14 февраля 2017   Исправлена: 08 марта 2017   Принята: 08 марта 2017
Просмотры: 53   Загрузки: 17
Ссылки
1.
E. F. Furmakov. Fundamental problems of natural science. 1 (21), 377 – 378 (1999). (in Russian) [Е. Ф. Фурмаков. Фундаментальные проблемы естествознания. 1 (21), 377 – 378 (1999).]
2.
V. V. Rubanik, V. V. Rubanik Jr., O. A. Petrova-Burkina. Letters on Materials. 2 (2), 71 (2012). (in Russian) [В. В. Рубаник, В. В. РубаникВ.В. мл., О. А. Петрова-Буркина. Письма о материалах. 2 (2), 71 (2012).]
3.
V. V. Rubanik, V. V. Rubanik Jr., O. A. Petrova-Burkina. Materials of the 9th European Symposium on Martensitic Transformations «ESOMAT 2012».S.‑Pb. (2012) p.40.
4.
V. V. Rubanik, V. V. Rubanik Jr., A. V. Lesota. Physical material: VII of the International School with elements of scientific school for young people. A collection of competitive reports. Tolyatti. (2016) p. 273 – 242. (in Russian) [В. В. Рубаник, В. В. Рубаник мл.,А. В. Лесота. Физическое материаловедение: VII Межд. школа с элементами научной школы для молодежи: сб. конкурсных докладов. Тольятти. (2016) с. 273 – 242.]
5.
C. E. Kulkova, D. V. Valuysky, I. Y. Smolin. Solid State Physics.43 (4), 706 – 713 (2001). (in Russian) [C. Е. Кулькова, Д. В. Валуйский, И. Ю. Смолин. Физика твердого тела. 43 (4), 706 – 713 (2001).]
6.
L. I. Anatychuk, L. P. Bulat. Thermoelectric Phenomena under Large Temperature Gradients.Thermoelectrics Handbook: Macro to Nano-Structured Materials, CRC Press: New York, London, Tokyo, Chapter 3 (2005).
7.
A. A. Golestaneh. Materials of the International Conference «Martensitic on Transformation». Massachusetts. (1979) p. 58.
8.
V. E. Gyunter, V. N. Khodorenko. Nikelid titana. The medical material of new generation. Textbook. Tomsk, MITS. (2006) 55 p. (in Russian) [В. Э. Гюнтер, В. Н. Ходоренко. Никелид титана. Медицинский материал нового поколения. Томск, МИЦ. (2006) 55 c.
9.
Vyunenko N. Materials of the International Conference «Advanced technologies and methods of control». Vitebsk. (2009) p. 384 – 399. (in Russian) [Вьюненко Ю. Н. Материалы конференции «Перспективные технологии и методы контроля». Витебск. (2009) с. 384 – 399.]
10.
C. Liang, C. A. Rogers. Journal of Intelligent Material System and Structure, 1 (2) 207 – 234, (1990).
11.
V. V. Shchennikov, S.V. Ovsyannikov, G.V. Vorontsov, V.V. phys. stat. sol. (b) 241, No.14 (2004).
12.
S.V. Ovsyannikov, V.V. Shchennikov, I.A. Komarovskii, G.V. Vorontsov, I.V. Korobeynikov, V.V. Shchennikov Jr. Proceedings of the SPIE, Volume 7978, id. 79781W (2011).