ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Сегнетоэластики основные определения из "Обратимая пластичность кристаллов" Эффект памяти формк демонстрирует возможность вернуть путем нагрева ту форму образца, которую он потерял в процессе пластической деформации при более низкой температуре. При этом низкая в процессе деформации и высокая после нагрева температуры располагаются по разные стороны от температуры термоупругого фазового перехода. [c.174] Последующее повторное охлаждение образца уже не вернет его форму, созданную пластическим деформированием при более низкой температуре. Однако существует явление, которое заключается в том, что образец многократно по одной и той же программе изменяет свои размеры и форму при циклическом изменении температуры. Циклические изменения температуры не выходят за пределы интервала температур, разделяющего области существования стабильной мартенситной и исходной фаз. Это явление принято называть двойной памятью формы. [c.174] Обратимая деформация, связанная с эффектом двойной памяти, в 5—10 раз меньше, чем при запоминании формы (подробнее см. [343—346]). Но она, безусловно, больше обычной упругой деформации. [c.174] Иначе будет обстоять дело, если при охлаждении будут возникать и развиваться мартенситные включения преимущественно одного типа. Тогда при охлаждении будет в основном происходить роет этого предпочтительного мартенсита, приводящий к изменению формы образца. При отогреве будет происходить обратное мартенситное превращение этого же варианта мартенсита, в результате чего форма образца восстановится. Подавление развития лишних вариантов мартенсита может быть произведено его тренировкой . Благоприятные условия для развития лишь одного варианта мартенсита достигаются обычно температурным циклированием образца в том или ином температурном диапазоне (при наличии или отсутствии внешнего упругого поля определенной величины). [c.174] Важной особенностью эффекта обратимой памяти формы является возможность его многократного воспроизведения. Например, в сплавах Аи С(1 (подробнее см. [316]) этот эффект проявлялся по крайней мере на протяжении 3 10 термоциклов. [c.174] При циклировании эффекта памяти формы образец охлаждается до Т Тмк деформируется до образования преимущественно одной ориентации мартенсита и отогревается до Т Т к, когда происходит исчезновение мартенсита. Процедура повторяется несколько раз при сохранении одного и того же способа деформации. Тренировка образца для образования преимущественного варианта мартенсита может осуществляться как охлаждением ниже Т Т к с последующей деформацией мартенсита охлаждения и его переориентацией в единьш вариант, так и сверхупругим циклированием мартенсита напряжений при Т Тм в сверхупругой области, где с самого начала этот один вариант и образуется. Эффективной является процедура циклирования мартенсита напряжений [347], Это связано с тем обстоятельством, что при циклировании мартенсита напряжений возникает изначально лишь один вариант мартенсита, который и участвует в тренировке , тогда как при циклировании эффекта памяти формы изначально возникают несколько вариантов мартенсита, не все из которых удается потом при деформировании трансформировать в один вариант. [c.175] Двойную (обратимую) память формы обычно объясняют [312] программирующим влиянием процессов циклирования на локализацию напряжений (или дефектов). В [350] было показано существование мест преимущественного зарождения мартенситных кристаллов при многократных термических циклах. Предварительная деформация материала активирует и фиксирует какие-то определенные центры зарождения, работа которых при последующих термических циклах и реализует двойной эффект памяти форм . Большую роль в эффекте обратимой памяти формы, по-видимому, играют процессы наследования дефектов в процессе фазового превращения (подробнее см. [316]). [c.175] В [316], в частности, отмечается, что при таком наследовании большинство дислокаций приобретает несвойственные новой решетке векторы Бюргерса. В процессе обратного превращения энергия и структура кристалла восстановятся только в том слзл1ае, если перестройка произойдет строго в обратном направлении, т.е, будет развиваться в своеобразном энергетическом коридоре. Следует добавить, что все эти соображения особенно важны для объяснения самого Начального этапа — зарождения мартенситных кристаллов, когда тренировкой обеспечивается понижение уровня термической активации именно единственного, предварительно трениро-ванного варианта мартенсита. Хотя конкретные детали охарактеризованного процесса не ясны, существуют попытки дислокационного описания зарождения мартенсита [99,351,352]. [c.175] Постараемся, следуя [353], описать макроскопический процесс сверхупругости, используя теорию гистерезиса при двойниковании, но помня, что при Т То помимо сил поверхностного натяжения мартенситное включение испытывает выталкивающую объемную силу химического происхождения. [c.176] Таким образом, гистерезис определяется параметрами, характеризующими подвижность дислокации превращения и скоростью перемещения границы V. Поскольку К е (е — скорость деформирования), то в области малых скоростей деформирования можно ожидать, что Да 1пё, а в области больших скоростей Да /ё. Эти предположения качественно согласуются с экспериментальными данными [323]. Согласно полученгамм соотношениям, в диапазоне больших скоростей движения Да и температурная зависимость Да должна быть такой же, как и температурная зависимость константы демпфирования В. Обычно В является убывающей функцией температуры следовательно, при больших скоростях движения границы следует ожидать убьшания Да по мере увеличения температуры. В области же малых скоростей движения Да Т. [c.179] Если взять типичные значения Ь 10 м, 5 1 мПз, м, ач 10 МПа, то время росстановления формы образца будет т 10 с. Обычно отмечается, что форма в изделиях, использующих эффект памяти формы, может восстанавливаться очень быстро — почти со скоростью звука. [c.182] Переходя f рассмотрению эффекта памяти формы в двойникующихся материалах, отметим, что возможность его реализации в данном случае заложена в существовании сильной температурной зависимости сил трения двойникующих дислокаций в решетке (экспериментальное изучение этой зависимости описано в гл. 4). В связи с этим двойник, развивающийся при температуре Т и имеющий длину, которая удовлетворяет неравенству М 5o(i i) у/Т , после полной разгрузки останется в кристалле. Если затем температуру кристалла поднять до значения Т Тг (Гг определяется из равенства М = So(T2) / L ), то двойник станет упругим, выйдет из кристалла и последний восстановит свою форму. [c.182] Что касается резиноподобного поведения материалов с термоупругим мартенситным превращением, то оно имеет много общего с процессами перестройки доменной структуры сегнетоэластиков во внешних упругих полях. И в том и в другом случае перестройка происходит за счет движения междвойниковых границ, что будет рассмотрено в следующей главе. [c.183] Вернуться к основной статье