NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
Tên luận án: Nghiên cứu cấu trúc và tính chất hợp kim nhớ hình nền Ni-Ti và Ni-Mn chế tạo bằng phương pháp nguội nhanh.
Mã số: 9.44.01.23
Chuyên ngành: Vật liệu điện từ
Nghiên cứu sinh: Kiều Xuân Hậu
Khóa đào tạo: 2021 – 2025
Người hướng dẫn:
1. GS.TS. Nguyễn Huy Dân
2. TS. Nguyễn Hải Yến
Cơ sở đào tạo: Học viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
Luận án tập trung khảo sát cấu trúc và tính chất của các băng hợp kim nhớ hình nguội nhanh (Ni, Cu)-Ti, Ni-Cu-Ti-Zr-(Hf,Nb, Co, Cr, Ga) và (Ni, Co)-Mn-(Ga,Al). Những đóng góp mới của luận án như sau:
1. Đã nghiên cứu công nghệ và chế tạo thành công các hệ mẫu hợp kim nhớ hình (SMA) nền Ni-Ti và Ni-Mn bằng phương pháp phun băng nguội nhanh: Ni50-xTi50Cux (x = 0 – 20), Ti16,667Zr16,667A16,667Ni25Cu25 (A = Hf, Nb, Co, Cr và Ga), Ni50Mn50-xGax (x = 17-21), Ni50-xCoxMn29Ga21 (x = 0-8), Ni50-xCoxMn50-yAly (x = 513; у = 15-19).
2. Khảo sát một cách có hệ thống ảnh hưởng của các nguyên tố pha thêm Cu, Hf, Nb, Co, Cr và Ga lên cấu trúc và tính chất của băng hợp kim nhớ hình nền Ni-Ti. Với hệ hợp kim Ni-Ti-Cu, nhiệt độ chuyển pha cấu trúc martensite austenite (M-A) liên quan đến hiệu ứng nhớ hình (SME), độ biến dạng kéo (zt) và độ bền kéo (στ) tăng, trong khi đó độ cứng và khả năng chống ăn mòn (CR) giảm khi nồng độ Cu tăng từ 0 lên 20 at.%. SMA Ni30T150Cu20 có cơ tính tốt nhất với độ biến dạng kéo và độ bền kéo tương ứng là 2,3% và 180 MPa. Với hệ HESMA Ni25Cu25Ti16,667Z116,667A16,667 (A = Hf, Nb, Co, Cr và Ga), nhiệt độ chuyển pha cấu trúc M-A của các băng hợp kim đã đạt được trên 500°C. Độ bền kéo và độ biến dạng kéo đồng thời đạt cực đại là στ ~ 669 MPa và er~ 0,9% khi thêm Hf vào hợp kim. Băng chứa Ga có khả năng chống ăn mòn điện hóa tốt nhất với CR ~ 0,09 x 10-2 mm/năm.
3. Đã nghiên cứu và tìm ra được quy luật ảnh hưởng của nồng độ Co, Ga và A1 lên cấu trúc và tính chất của các hợp kim nhớ hình từ tính (MSMA) nền Ni-Mn. Với các băng MSMA Ni50Mn50-xGax, khi nồng độ Ga tăng, tỷ phần pha austenite giảm dần trong khi đó tỷ phần pha martensite tăng lên. Việc pha thêm Co làm tăng sự hình thành pha austenite trong băng hợp kim. Nhiệt độ bắt đầu hình thành pha martensite (TM), nhiệt độ kết thúc pha martensite (TM) và nhiệt độ Curie của pha austenite (TA) của hợp kim tăng lên khi tăng nồng độ Ga. Khi pha thêm Co, TM và TM của các băng MSMA Ni50 xCoxMn29Ga21 giảm, trong khi đó Tổ tăng lên. Nhiệt độ chuyển pha cấu trúc M-A của băng hợp kim Ni50-xCoxMn29Ga21 có thể được điều chỉnh trong dải nhiệt độ từ 180 đến 340°C. Đối với hệ băng MSMA Ni50-xCoxMn50-y-Aly (x = 5 – 13 và A1 = 15 – 19), nồng độ của cả Co và Al cao có xu hướng làm tăng sự hình thành pha austenite trong hợp kim. Còn khi tăng nồng độ Co và giảm nồng độ A1, TA giảm trong khi đó Tử và Tc tăng lên lên. Nhiệt độ chuyển pha cấu trúc M-A của các băng hợp kim này có thể được điều chỉnh trong khoảng từ 150 đến 430°C. Từ trường ngoài ảnh hưởng rất mạnh đến chuyển pha cấu trúc M-A và quá trình chuyển pha từ của MSMA nền Ni-Mn. Nhiệt độ chuyển pha cấu trúc M-A của chúng dịch về phía nhiệt độ thấp hơn khi từ trường tăng.
