Rozprawa prezentuje wyniki badań stopów Fe-Mn-Si oraz związków międzymetalicznych Ni-Ti, wykazujących pamięć kształtu. Nowością technologiczną jest opracowany jednoetapowy proces syntezy mikro-folii stopu Ni-Ti, z folii pierwiastków składowych. Zbadano trzy konfiguracje wyjściowe z odpowiednio dobranymi grubościami folii: konfiguracja prosta oraz dwie „kanapkowe”, dla różnych warunków syntezy przy prądowym spiekaniu impulsowym oraz przy walcowaniu/wygrzewaniu. Najwyższą jednorodność otrzymanej mikofolii Ni-Ti oraz najlepszy efekt pamięci kształtu otrzymano dla konfiguracji Ni/Ti/Ni przy spiekaniu impulsowym. Materiały Fe-Mn-Si uzyskano metodą mechanicznego mielenia proszków z późniejszym spiekaniem/obróbką cieplną. Wyniki pokazały, że faza austenitu fcc jest ferro- lub ferrimagnetyczna oraz wykazuje efekt magnetycznej polaryzacji wymiennej, zależnie od temperatury wygrzewania. Świadczy to o nanometrycznych wytrąceniach fazy austenitu w matrycy martenzytu, nie obserwowalnych w XRD. Brak rozszczepienia magnetycznego w widmach mössbauerowskich żelaza wskazuje na pochodzenie magnetyzmu tych stopów od manganu. W pomiarze ciepła właściwego zaobserwowano garb przy ok. 250 K, którego intensywność i położenie zmienia się nieznacznie w polu do 90 kOe, wskazując na obecność przejścia fazy hcp martenzytu do stanu antyferromagnetycznego.
Properties of Fe-Mn-Si and Ni-Ti shape memory alloys prepared by
pulsed-current sintering
This Thesis presents results of a study of Fe-Mn-Si alloys and Ni-Ti intermetallics exhibiting shape memory effect. As the technological novelty, a single-step route for preparation of Ni-Ti shape memory micro foil alloys from pure element foils has been designed. Three starting configurations of elemental foils of properly adjusted thicknesses were used: a simple one and two sandwich-like, for different synthesis conditions at pulsed current synthesis and rolling/annealing route. The best results were obtained for the Ni/Ti/Ni one at pulsed synthesis. For the Fe-Mn-Si system the materials studied were obtained with mechanical alloying of elemental powders and subsequent sintering/annealing. The study showed that the austenitic fcc phase is ferro- or ferrimagnetic and exhibits exchange bias behavior, depending on the annealing temperature. This reveals a nanometric size of the austenitic fcc phase precipitations in the martensite matrix, not detectable with XRD. A lack of magnetic splitting in iron Mössbauer spectra indicates that the magnetism in these alloys is governed by manganese. In the specific heat measurements a peak at 250 K was observed, which intensity and position is weakly sensitive to the applied field up to 90 kOe, indicating occurrence of the transition of the martensite hep phase to an antiferromagnetic-like state.
