Feromagnetická slitina s tvarovou pamětí Co₃₈Ni₃₃Al₂₉ - příprava monokrystalů a jejich charakterizace

Jaromír Kopeček¹, Karel Jurek², Markéta Jarošová², Jan Drahokoupi¹l, Silvie Sedláková-Ignácová¹, Petr Šittner¹ a Václav Novák¹

1) Fyzikální Ústav AV ČR, v.v.i., Na Slovance 2, CZ-182 21 Praha

2) Fyzikální Ústav AV ČR, v.v.i., Cukrovarnická 10, CZ-162 53 Praha

Magnetickým polem řízené slitiny s tvarovou pamětí (FSMA) představují širokou aplikační oblast. Jakkoli fázová transformace probíhající vlivem změny/přítomnosti magnetického pole, či pouhá reorientace strukturní domény (varianty), jistě není ničím neznámým, výrazná makroskopická změna tvaru (v řádu procent) je jistě pozoruhodná. V současné době patří k nejlépe prostudovaným a aplikovaným slitiny na bázi intermetalika Ni₂MnGa.

Mezi další potenciální kandidáty použitelnosti patří také slitiny na bázi CoNiAl, které jsou zvláště pro aplikační sféru atraktivní hlavně vyššími transformačními napětími. Vzdor tomu, že jsou kobaltové slitiny studovány dlouhá desetiletí, naráží studium FSMA na tradiční problémy, se kterými se potýkala již metalurgie od padesátých let: Intermetalická fáze B2 (Co,Ni)Al - matrice slitiny, ve které dochází k martenzitické transformaci je extrémně křehká a praská. Bylo zjištěno, že kompenzaci nežádoucích napětí napomáhá přítomnost g-fáze (fcc kobaltu s příměsí ostatních složek slitiny). Pro studium martenzitické transformace je proto třeba připravit směrově krystalizované vzorky s „monokrystalickou“ B2-matricí a s homogenní distribucí částic g-fáze. Tyto vzorky jsou připravovány pomocí metod používaných pro růst monokrystalů - Bridgmanovy metody a metody zonální tavby. Z nich jsou následně připraveny vzorky pro deformační zkoušky, v nichž je žíháním a následným zakalením nastavena teplota martenzitické transformace, která je termomechanickou historii vzorku citlivá. Struktura připravených vzorků je studována pomocí optické metalografie, SEM s detektory EDX a EBSD. Diskutovány jsou parametry přípravy vzorků a vliv žíhání.