Fázový diagram teplota vs. kompozice a teplotní vývoj struktury a modulace na monokrystalech Ni2MnGa1-xInx

Petr Cejpek, Petr Doležal, Petr Opletal, Jaroslav Valenta, Kristina Vlášková,
Milan Dopita

Faculty of Mathematics and Physics, Charles University, Ke Karlovu 5, 121 16 Praha 2

Slitiny s tvarovou pamětí založené na sloučeninách Ni-Mn-Ga jsou v posledních letech intenzivně studovány díky jejich potenciálnímu využití jako aktuátory, senzory nebo například mikropumpy [1-2]. Vlastnosti těchto materiálů jsou spojeny s martensitickou transformací, při které dochází k transformaci z kubické austenitické fáze do martensitu, který má nižší symetrii [3]. Ve většině případů martensit vykazuje rovněž modulaci ve struktuře [4]. Pomocí různých dopování byla objevena výrazná závislost vlastností a kritických teplot na kompozici, nicméně většina těchto studií byla provedena na polykrystalických vzorcích.

Monokrystaly Ni2MnGa1-xInx pro tuto studii byly připraveny pomocí Bridgmanovy metody. Teploty transformací byly zjišťovány pomocí měření magnetizace a elektrického odporu. Curieho teplota a teploty pre-martensitické a martensitické transformace klesají se vzrůstajícím obsahem india ve vzorcích. Tento pokles je mnohem rychlejší než pokles publikovaný dříve na polykrystalických vzorcích, jelikož u našich monokrystalů nebyla pozorovana martensitická transformace na žádném vzorku s obsahem india větším než x>0.05. Výsledky rentgenové difrakce měřené v nízkoteplotní martensitické fázi ukazují na jasný pokles monoklinního mřížového parametru a a nárůst parametrů c a γ v závislosti na zvyšujícím se obsahu india. Závislost na kompozici byla pozorována rovněž u modulačního vektoru v martensitické i pre-martensitické fázi, kde jeho x-ová a y-ová souřadnice nabývají hodnot 3/7 (martensit) a 1/3 (pre-martensit).

1.        A. R. Smith, et al., Microfluidic. Nanofluidics 18 (2005) 1255, https://doi.org/10.1007/s10404-014-1524-6.

2.        A. Hobza, et al., Sensor. Actuator. A 269 (2018) 137, https://doi.org/10.1016/j.sna.2017.11.002.

3.        G. B. Olson, W. S. Owen, Martensite, ASM International, Materials Park, OH, 1992.

4.        O. Heczko, et al., Acta Mater. 115 (2016) 250-258, https://doi.org/10.1016/j.actamat.2016.05.047.