- •ВВЕДЕНИЕ
- •1.1. История открытия эффекта памяти формы
- •1.3. Мартенситные превращения
- •1.4. Термоупругие мартенситные превращения
- •1.5. Кинетика и термодинамика мартенситного превращения
- •1.6. Механические эффекты в сплавах с термоупругим мартенситным превращением
- •1.8. Сплавы на основе Ni-Ti
- •1.9. Сплавы на основе меди
- •1.10. Профилированные монокристаллы Cu-Al-Ni
- •1.11. Выращивание монокристаллов Cu-Al-Ni методом Степанова
- •1.12. Применение сплавов с эффектом памяти формы
- •2. НИТЕВИДНЫЕ КРИСТАЛЛЫ
- •2.1. Нитевидные нанокристаллы
- •2.2. Классическая картина ПЖК-роста
- •2.3. Металлические катализаторы
- •2.4. Температура процесса роста ННК
- •2.5. Кристаллографическое направление роста
- •2.6. Поверхностная миграция катализатора
- •2.7. Прочность и совершенство кристаллической структуры
- •3. ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ
- •3.1. Эффект Зеебека
- •3.2. Эффект Пельтье
- •3.3. Эффект Томсона
- •3.4. Эффективность термоэлектрических материалов
- •3.5. Существующие «классические» термоэлектрические материалы
- •3.6. Новые подходы к получению материалов с высокой термоэлектрической добротностью
- •3.8. Примеры применения термоэлектрических материалов
- •ЗАКЛЮЧЕНИЕ
- •БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В настоящем учебном пособии боли рассмотрены три класса функциональных материалов, которые применяются, в том числе, в аэрокосмической технике: «интеллектуальные» материалы с эффектами псевдоупругости и памяти формы, нитевидные нанокристаллы, термоэлектрические материалы.
Разработка новых функциональных материалов и расширение области применения уже существующих представляет собой важнейшую задачу развития техники и технологий в нашей стране. Существуют серьезные проблемы, ограничивающих применение функциональных материалов, например, для сплавов с памятью – трудность обеспечения требуемых термомеханических характеристик, высокая стоимость; для термоэлетрических материалов – сложности получения материалов с высокой термоэлектрической добротностью. Решение таких проблем требует масштабных материаловедческих исследований структуры и свойств материалов, поиска усовершенствований технологических процессов их получения и переработки.
120
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.Физическое металловедение : в 3 т. / ред. Р. У. Кан и П. Хаазен ; пер. с англ. – М. : Металлургия, Т. 2 : Фазовые превращения в металлах и сплавах и сплавы с особыми механическими свойствами. – 1987. – 624 с.
2.Физическое материаловедение : учебник для вузов в 6 т. / ред. Б. А. Калин. – М. : МИФИ, Т. 5 : Материалы с заданными свойствами. – 2008. – 676 с.
3.Функциональные материалы с эффектом памяти формы / М. Ю. Коллеров [и др.]. – М. : ИНФРА-М, 2016. – 140 с.
4.Хачин, В. Н. Память формы / В. Н. Хачин. – М. : Знание,
1984. – 64 с.
5.Косилов, А. Т. Профилированные монокристаллы Cu-Al- Ni с эффектами псевдоупругости и памяти формы / А. Т. Косилов, В. А. Юрьев // Альтернативная энергетика и экология. – 2015. – № 3 (167). – С. 49-61.
6.Сплавы с эффектом памяти формы / К. Ооцука [и др.] ; пер. с японск. – М.: Металлургия, 1990. – 224с.
7. Эффект памяти формы в |
сплавах / ред. В. |
А. Займов- |
ский. – М.: Металлургия, 1979. |
– 472 с. |
|
8.Хунджуа, А. Г. Эффект памяти формы и сверхупругость / А. Г. Хунджуа. – М. : Физический факультет МГУ, 2010. – 32 с.
9.Лихачев, В. А. Эффект памяти формы / В. А. Лихачев // Соросовский образовательный журнал. – 1997.– № 3. – С. 107114.
10.Павлов, П. В. Физика твердого тела / П. В. Павлов, А. В. Хохлов. – М. : Высш. шк., 2000. – 494 с.
11.Wagner R. S. Vapour–Liquid–Solid Mechanism of Single Crystal Growth / R. S. Wagner, W. C. Ellis // Appl. Phys. Lett. – 1964. – V. 4. – № 5. – P. 89-90.
12.Гиваргизов, Е. И. Рост нитевидных и пластинчатых кристаллов из пара / Е. И. Гиваргизов. – М. : Наука, 1975. – 304 с.
13.Небольсин, В. А. Рост нитевидных кристаллов / В. А. Небольсин, А. А. Щетинин. – Воронеж: ВГУ, 2003. – 602 с.
14.Dubrovskii V. G. Nucleation Theory and Growth Nanostruc-
121
tures / V. G. Dubrovskii. – Berlin: Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2014. – 601 p.
15.Современная кристаллография : в 4 т. / Чернов А.А. [и др.]. – М. : Наука, Т. 3 : Образование кристаллов. – 1980. –407 c.
16.O’Donnell B. Plasma grown silicon nanowires catalysed by post-transition metals / B. O’Donnel. – Doctoral Thesis, Ecole Polytechnique X, 2012. – 155 p.
17.Дубровский, В. Г. Полупроводниковые нитевидные нанокристаллы: синтез, свойства, применения. Обзор / В. Г. Дубровский, Г. Э. Цырлин, В. М. Устинов // ФТП. – 2009. – Т. 43. –
Вып. 12. – С. 1585-1628.
18.Schmidt V. Growth, Thermodynamics, and Electrical Properties of Silicon Nanowires / V. Schmidt, J. V. Wittemann, U. Gósele // Chem. Rev. – 2010. – V. 110. – P. 361–388.
19.Nebol’sin V. Thermodynamics of oxidation and reduction
during the growth of metal catalyzed silicon nanowires / V. Nebol’sin [et al.] // J. Cryst. Growth. – 2019. – V.505. – N. 1. –P. 52-58.
20.Гамаюнов, Ю. Г. Контактная разность потенциалов. / Ю. Г. Гамаюнов. – Саратов : Изд. центр «Наука», 2007. – 19 c.
21.Термоэлектрическое охлаждение: текст лекций / ред. Л. П. Булат. – СПб: СПбГУНиПТ, 2002. – 147 с.
22.Анатычук, Л. И. Термоэлектричество / Л. И. Анатычук. – Киев-Черновцы : Институт термоэлектричества, Т. 2 : Термоэлектричские преобразователи энергии. – 2003. – 376 с.
23.Гольцман, Б. М. Полупроводниковые термоэлектриче-
ские материалы на основе Bi2Te3 / Б. М. Гольцман, В. А. Кудинов, И. А. Смирнов. – М. : Наука, 1972. – 320 с.
24.Гриднев, С. А. Термоэлектрические материалы: учеб. пособие / С. А. Гриднев. – Воронеж: ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», 2014. – 130 с.
25.Официальный сайт проекта «Вояджер». – Электрон. дан.
–Режим доступа: https://voyager.jpl.nasa.gov.
122
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
Введение......................................................................................... |
3 |
1. СПЛАВЫ С ЭФФЕКТОМ ПАМЯТИ ФОРМЫ...................... |
5 |
1.1. История открытия эффекта памяти формы...................... |
5 |
1.2. Упругость и пластичность. Скольжение и |
|
двойникование..................................................................... |
7 |
1.3. Мартенситные превращения............................................ |
15 |
1.4. Термоупругие мартенситные превращения ................... |
22 |
1.5. Кинетика и термодинамика мартенситного |
|
превращения...................................................................... |
23 |
1.6. Механические эффекты в сплавах с термоупругим |
|
мартенситным превращением.......................................... |
25 |
1.7. Основные характеристики сплавов с эффектом |
|
памяти формы.................................................................... |
32 |
1.8. Сплавы на основе Ni-Ti .................................................... |
32 |
1.9. Сплавы на основе меди..................................................... |
35 |
1.10. Профилированные монокристаллы Cu-Al-Ni .............. |
36 |
1.11. Выращивание монокристаллов Cu-Al-Ni |
|
методом Степанова......................................................... |
37 |
1.12. Применение сплавов с эффектом памяти формы........ |
40 |
2. НИТЕВИДНЫЕ КРИСТАЛЛЫ.............................................. |
53 |
2.1. Нитевидные нанокристаллы и паро-жидкостный |
|
рост..................................................................................... |
53 |
2.2. Классическая картина ПЖК-роста.................................. |
55 |
2.3. Металлические катализаторы.......................................... |
59 |
2.4. Температура процесса роста ННК................................... |
63 |
2.5. Кристаллографическое направление роста.................... |
67 |
2.6. Поверхностная миграция катализатора.......................... |
71 |
2.7. Прочность и совершенство кристаллической |
|
структуры........................................................................... |
74 |
3. ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ......................... |
83 |
3.1. Эффект Зеебека................................................................. |
83 |
3.2. Эффект Пельтье................................................................. |
94 |
3.3. Эффект Томсона................................................................ |
99 |
3.4. Эффективность термоэлектрических материалов....... |
100 |
123
3.5. Существующие «классические» |
|
термоэлектрические материалы .................................... |
104 |
3.6. Новые подходы к получению материалов |
|
с высокой термоэлектрической добротностью............ |
107 |
3.7. Термоэлектрические устройства: генераторы, |
|
холодильники и нагреватели ......................................... |
110 |
3.8.Примеры применения термоэлектрических материалов....................................................................... 113
Заключение……………………………………………………..120
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК………………………...121
124
Учебное издание
Ожерельев Виктор Вадимович Костюченко Александр Викторович Небольсин Валерий Александрович Юрьев Владимир Александрович Федорова Елена Николаевна
ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ В АЭРОКОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКЕ
Учебное пособие
Компьютерная верстка В. В. Ожерельева
Редактор Н. В. Кулакова
Подписано к изданию 22.04.2019. Объем данных 3,7 Мб.
ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»
394026 Воронеж, Московский просп., 14