П.В. Лега

ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН (Москва, Россия)

Постановка проблемы. Изучение особенностей физических свойств различных материалов в наномасштабе − важная фундаментальная проблема физики конденсированного состояния. Глубокое понимание размерных эффектов необходимо при изучении мультифункциональных твердотельных материалов с фазовыми переходами и такими эффектами, как магнитокалорический, эластокалорический, а также эффект памяти формы (ЭПФ).

Цель. Провести прямое экспериментальное исследование проявления термоупругого мартенситного перехода и сопутствующего ему ЭПФ в сплаве Ti2NiCu на наномасштабе размеров в просвечивающем электронном микроскопе (ПЭМ). Результат. Впервые продемонстрирован в ПЭМ при нагреве и охлаждении обратимый ЭПФ в нанокомпозитных аморфно-кристаллических образцах Ti2NiCu при одновременном наблюдении эволюции структуры мартенситных двойников и изменения их формы. Проведены исследования на образцах клиновидной формы с перемененной толщиной от 200 до 20 нм в виде композитного биметаллического наноактюатора с применением оригинальной методики локального травления и полировки фокусируемым ионным пучком (ФИП).

Практическая значимость. Результаты проведенных исследований позволяют определять предельные размеры и режимы, при которых могут работать наномеханические устройства на основе сплавов с ЭПФ.  

Лега П.В. Термоупругий мартенситный переход и эффект памяти формы в сплаве Ti2NiCu на микро- и наномасштабе // Нелинейный мир. 2021. Т. 19. № 21. С. 18−22. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700970-202102-04

1. Fu Y.Q., Zhang S., Wu M.J. et al. On the lower thickness boundary of sputtered TiNi films for shape memory application // Thin Solid Films. 2006. V. 515. P. 80−86.
2. Fu Y., Du H. Effects of film composition and annealing on residual stress evolution for shape memory TiNi film // Materials Science and Engineering. 2003. V. 342. P. 236−244.
3. Grummon D.S., Zhang J. Stress in Sputtered Films of Near‐Equiatomic TiNiX on (100) Si: Intrinsic and Extrinsic Stresses and Their Modification by Thermally Activated Mechanisms // Phys. Status Solidi. 2001. V. 186. P. 17.
4. Fu Y.Q., Du H.J., Zhang S. Sputtering deposited TiNi films: relationship among processing, stress evolution and phase transformation behaviors // Surf. Coat. Technol. 2003. V. 167. P. 120.
5. Clark B.G., Gianola D.S., Kraft O., Frick C. Size independent shape memory behavior of nickel–titanium // Adv. Eng. Mater. 2010. V. 12. P. 808.
6. Lega P., Koledov V., Orlov A. et al. Composite Materials Based on Shape-Memory Ti2NiCu Alloy for Frontier Micro-  and Nanomechanical Applications // Аdv. Eng. Mater. 2017. V. 19(8). Р. 1700154. 
7. Lega P. et al. Blocking of the martensitic transition at the nanoscale in a Ti2NiCu wedge // Physical Review B. 2020.  V. 101. Р. 214111.