Термокинетическая ЭДС при обратном фазовом переходе в никелиде титана как способ записи информации

Установлены закономерности влияния внешних факторов на термокинетическую ЭДС в образцах Ti – 50 ат.% Ni, а также разработан способ задания термокинетической ЭДС на определенных участках TiNi-проволоки. Термокинетическую ЭДС измеряли прямым способом с помощью цифрового милливольтметра МНИПИ В7-72. Деформирование участков проволочных образцов Ti – 50 ат.% Ni осуществляли на испытательной машине ИП 5158-5. На основании результатов калориметрических исследований исследовали кинетику мартенситных превращений. Установлено, что на величину термокинетической ЭДС Ti – 50 ат.% Ni при термоциклировании влияет степень прямого фазового перехода. Термоциклирование в интервале температур полного мартенситного превращения к 15-му термоциклу стабилизирует значения термокинетической ЭДС на 0,16 мВ. Тогда как термоциклирование в интервале температур неполного мартенситного превращения приводит к вырождению термокинетической ЭДС: к 70-му термоциклу она составляет 0,04 мВ. Увеличение температуры в зоне нагрева до 240 °С позволяет восстановить значение термокинетической ЭДС до 0,22 мВ, как и для случая отжига при температурах 400÷800 °С. Величина термокинетической ЭДС при термоциклировании связана с изменением физико-механических свойств сплава и характеризуется изменением стадийности и смещением характеристических температур фазового перехода. На основе полученных экспериментальных данных предложен способ целенаправленного задания протяженных участков TiNi-проволоки со значением термокинетической ЭДС от 0 до 0,6 мВ, используя различные способы воздействия (термоциклирование, деформирование, изменение температуры в зоне нагрева) на ее величину. Предлагаемое техническое решение может быть использовано в качестве способа записи информации.

1. Pushin V. G., Yurchenko L. I., Kuranova N. N. Structure, phase transformations, properties, application. Trudy shkoly-seminara“Fazovye i strukturnye prevrashcheniya v stalyah” [Proceedings of the School-Seminar “Phase and Structural Transformations in Steels”], Magnitogorsk, 2001, issue 1, pp. 135–191 (in Russian).

2. Rubanik V. V., Rubanik V. V. Jr., Petrova-Burkina O. A. Thermokinetic EMF in nikelide titane. Materialy, tekhnologii, instrument = Materials, Technologies, Tools, 2012, vol. 17, no. 1, pp. 25–27 (in Russian).

3. Rubanik V. V., Rubanik V. V. jr., Petrova-Burkina O. A. Peculiarities of thermoelectric force behaviour in nikelide titane upon non-stationary heating. Materials Science Forum, 2013, vol. 738–739, pp. 292–296. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.738-739.292

4. Petrova-Burkina O. A., Rubanik V. V. Jr., Rubanik V. V. Changes in thermokinetic EMF and electrical resistance in TiNi alloys in thermoelastic phase transformations. Sovremennye metody i tekhnologii sozdaniya i obrabotki materialov. T. 1: Materialovedenie = Advanced Methods and Technologies of Materials Development and Processing. Vol. 1: Materials Science. Minsk, 2020, pp. 95–103 (in Russian).

5. Petrova-Burkina O. A., Rubanik V. V. Jr., Rubanik V. V. Use of thermokinetic EMF and electrical resistance for quality control of elongated products made of shape memory alloy. Pis’ma o materialah = Letters on Materials, 2020, vol. 10, no. 2, pp. 422–426 (in Russian). https://doi.org/10.22226/2410-3535-2020-4-422-426

6. Petrova-Burkina O. A., Rubanik V. V. Jr., Rubanik V. V., Gamzeleva T. V. Influence of heat treatment on thermokinetic EMF during reverse phase transition in titanium nickelide. Vestsi Natsyyanal’nai akademii navuk Belarusi. Seryya fizika-technichnych navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series, 2020, vol. 65, no. 4, pp. 413–421 (in Russian). https://doi.org/10.29235/1561-8358-2020-65-4-413-421

7. Andreev V. A. Development of Production Technology and Research of Functional and Mechanical Properties of Wire Made of TiNi Alloys with the Effect of Shape Memory. St.-Petersburg, 2008. 136 p. (in Russian).

8. Uchil J., Kumara K. G., Mahesh K. K. Effect of thermal cycling on R-phase stability in a NiTi shape memory alloy. Materials Science and Engineering: A, 2002, vol. 332, pp. 25–28. https://doi.org/10.1117/12.514736

9. Belyaev S., Resnina N., Sibirev A., Lomakin I. Variation in kinetics of martensitic transformation during partial thermal cycling of the TiNi alloy. Thermochimica Acta, 2014, vol. 582, pp. 46–52. https://doi.org/10.1016/j.tca.2014.03.002

10. Indenbaum G. V., Novikov V. Y. Metal Recovery and Recrystallization. Moscow, Metallurgiya Publ., 1966. 326 p. (in Russian).