+7 (800) 505-67-97

Диффузия водорода и влияние водорода на мартенситные превращения в двойных сплавах на основе TiNi

Бесплатно
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0
Кабдылкаков, Ержан Аскарулы Отделение экспериментальной физики (ОЭФ)
Бесплатно
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

В работе был определен коэффициент диффузии водорода в двойных сплавах на основе TiNi из профиля распределения водорода в мартенситной (B19’) и в аустенитной (B2) фазе, исследовано влияния водорода и последующее длительное старение на температуру мартенситных превращений, и исследовано изменения состояния атомов водорода при диффузионном перераспределении водорода в двойных сплавах на основе TiNi.

Введение…………………………………………………………………………………………… 16
Глава 1. Литературный обзор ……………………………………………………………. 19
1.1 Диаграмма состояний, фазовые переходы в двойных сплавах на
основе TiNi ………………………………………………………………………………………………….. 19
1.2 Влияние водорода на температуру мартенситных преврашений в в
двойных сплавах на основе TiNi ………………………………………………………………….. 24
1.3 Диффузия водорода в двойных сплавах на основе TiNi ………………… 28
1.3. Законы Фика. Решение уравнений диффузии ………………………………. 37
1.4 Термодесорбционный анализ водорода в двойных сплавах на основе
TiNi …………………………………………………………………………………………………………….. 39
Глава 2. Постановка задачи. Материалы и методика эксперимента ……. 50
2.1. Постановка задачи ……………………………………………………………………… 50
2.2 Объект исследования …………………………………………………………………… 51
2.3 Электролитическое насыщение водородом ………………………………….. 54
2.3 Спектрометр тлеющего разряда PROFILER 2 ………………………………. 55
2.4 Методика температурной резистометрии …………………………………….. 58
2.5 Методика исследование состояния атомов водорода методом
термодесорбционной спектроскопии на автоматизированном комплексе Gas
Reaction Controller LPB ………………………………………………………………………………… 60
Глава 3. Результаты и обсуждение …………………………………………………….. 62
3.1 Измерение профиля распределения водорода в образцах сплавов
Ti49,8Ni50,2. (ат.%) и Ti49,3Ni50,7 (ат.%) ……………………………………………………………… 62
3.2 Влияние водорода на мартенситные превращения в двойных сплавах
на основе никелида титана …………………………………………………………………………… 67
3.2.1 Влияние диффузионного перераспределения водорода на
мартенситные превращения в двойных сплавах на основе TiNi …………………….. 67
3.2.2 Возможный механизм влияния водорода на температуры
мартенситных превращений в сплавах на основе никелида титана ……………….. 71
3.3 Исследование состояния атомов водорода в наводороженных
образцах сплава Ti49,1Ni50,9 (ат.%) …………………………………………………………………. 73
3.4 Определение энергии связи водорода в Ti49,1Ni50,9 ………………………… 76
Глава 4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение………………………………………………………………………………………. 80
4.1 Потенциальные потребители исследования………………………………….. 80
4.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения……………………………………………….. 80
4.3 SWOT-анализ………………………………………………………………………………. 82
4.4 Инициация проекта ……………………………………………………………………… 84
4.5 План проекта ………………………………………………………………………………. 85
4.6 Бюджет научного исследования …………………………………………………… 87
4.7 Реестер рисков проекта ……………………………………………………………….. 94
4.8 Оценка сравнительной эффективности исследования …………………… 95
Выводы к разделу……………………………………………………………………………… 99
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 100
5.2.1 Вредные производственные факторы, связанные с аномальными
микроклиматическими параметрами воздушной среды на местонахождении
работающего ……………………………………………………………………………………………… 104
5.2.2 Вредные производственные факторы, связанные с
электромагнитными полями перменного характера ……………………………………. 105
5.2.3 Вредные производственные факторы, связанные с акустическими
колебаниями в производственной среде ……………………………………………………… 107
5.2.4 Вредные производственные факторы, связанные со световой
средой ……………………………………………………………………………………………………….. 108
5.3 Выявление опасных факторов проектируемой производственной
среды …………………………………………………………………………………………………………. 111
5.3.1 Повышенное значение напряжения в электрической цепи,
замыкание которой может произойти через тело человека ………………………….. 111
5.3.2 Пожаровзрывоопасность …………………………………………………………. 113
5.4 Организационные мероприятия обеспечения безопасности ………… 115
5.5 Экологическая безопасность ……………………………………………………… 115
5.6 Защита в чрезвычайных ситуациях …………………………………………….. 116
Выводы к разделу……………………………………………………………………………. 117
Заключение …………………………………………………………………………………….. 118
Список литературы …………………………………………………………………………. 119
Приложение А ………………………………………………………………………………… 127

Сплав никелида титана TiNi широко используется в промышленности и
в медицине благодаря эффекту памяти формы и свойству сверхэластичности.
Сплавы на основе никелида титана нашли свое применение в медицине в
качестве различных имплантов в организме человека и ортодонтичесих
проволок [1,2]. В процессе эксплуатации в организме человека и в процессе
изготовления, изделия из сплавов на основе TiNi подвергаются влиянию
водорода. При этом происходит химическое разрушение защитной оксидной
плёнки на поверхности имплантов с последующим проникновением атомов
водорода в приповерхностный слой. В дальнейшем происходит его диффузия
вглубь материала и, в зависимости от концентрации атомов водорода и степени
перераспределения внутри cплава происходит деградация эффекта
сверхэластичности и хрупкое разрушение материалов.
В литературе имеются ряд исседований по определению коэффициента
диффузии водорода в сплавах на основе TiNi [3-10]. Однако авторы этих работ
не учитывают зависимость коэффициента диффузии водорода от структурно
фазового состояния TiNi. В работе [4] показано, что в сплаве Pd47Ti50Cr3 при
термоупругом мартенситном превращении (МП) B2B19 коэффициент
диффузии водорода уменьшается в пять раз. Также стоит отметить, что в работе
[11] показано, что после насыщения водородом сплава TiNi, мартенситные
преврашения, которое является причиной эффекта памяти формы и
сверхэластичности, подавляются с увелечением времени после
наводораживание (старение). Авторы предполагают что это связано с
перераспределением водорода в сплаве и изменением состояния, в котором
находится водород. Данные по исследованию изменения состояния водорода в
сплавах на основе TiNi при длительном старении отсутсвтуют.
В ряде работ [12-26] проводится термодесорбцинная спектроскопия
(ТДС) водорода в сплавах TiNi. В этих работах, спектры ТДС водорода в TiNi
изменяются с увеличением времени после наводораживания, и с изменением
фазового состояния, при котором находился TiNi во время наводораживания.
Таким образом, цель данной работы — определить коэффициент
диффузии водорода в сплавах на основе TiNi в мартенситной (B19’) и
аустенитной (B2) фазах, изучить влияние водорода на температуры МП
B2B19, и исследовать изменение состояния водорода при диффузионном
перераспределении водорода в двойных сплавах на основе TiNi.
Для достижения данной цели необходимо решить следующие задачи:
 Определить при комнатной температуре значение коэффициента
диффузии водорода в двойных сплавах на основе TiNi из профиля
распределения водорода в мартенситной (B19’) и аустенитной (B2) фазах.
 Исследовать влияние водорода на температуры и
последовательность мартенситных преврашений для двойных сплавов на
основе TiNi методом температурной резистометрии.
 Определить состояния атомов водорода в сплавах на основе TiNi
после электролитического наводораживания, и последующего старения
методом термодесорбционной спектроскопии.
На защиту выносятся следующие положения:
1. Коэффициент диффузии водорода в двойных сплавах на основе
TiNi в мартенситной B19` фазе в три раза меньше, чем в аустенитной В2 фазе
2. Перераспределение водорода при длительном старении при
комнатной температуре после электролитического наводороживания в В2 фазе
в сплаве Ti49,3Ni50,7 (aт.%) приводит к заполнению межузельных состояний в В2
решетке атомами водорода и вызывает подавление МП B2B19 в объёме
материала за счет уменьшения термодинамического стимула и приводит к
развитию предмартенситных явлений. После наводороживания в B19` фазе в
сплаве Ti49,8Ni50,2 (aт.%) и последующего длительного старения температуры
МП B2B19 не изменяются.
3. В наводороженных образцах сплава Ti49,1Ni50,9 (aт.%), не
подвергнутых старению существует два состояния атомов водорода, однако
после диффузионного перераспределении водорода остаётся только одно
состояние с энергией связи 0,32 эВ, предположительно связанное с
энергетически стабильными состояниями атомов междоузельного водорода.

В результате исследований были получены следующие результаты:
1. Сравнением с модельными профилями распределения водорода
определён коэффициент диффузии водорода DH в В2 и В19 фазах при
комнатной температуре. В аустенитной В2 фазе значения DH в три раза выше,
чем в маретнситной В19 фазе. DH равняется значению Dаустенит= 9,0˟10-15 м2/с и
Dмартенсит = 3,0˟10-15 м2/с
2. После электролитического наводораживания в состоянии аустенита
и длительного старения в сплаве Ti49,3Ni50,7 наблюдается подавления МП
В2B19 в объёме материала
3. После электролитического наводораживания в состоянии
мартенсита и длительного старения в сплаве Ti49,8Ni50,2 не наблюдается
подавления МП В2B19
4. После электролитического наводораживания в сплаве Ti49,1Ni50,9
наблюдается два состояния атомов водорода. Это состояния, которое в
литературе относят атомам водорода находящиеся в междоузельных позициях
и атомам водорода находящиеся в различных дефектах
5. После электролитического наводораживания и длительного
старения сплава Ti49,1Ni50,9 имеется только одно состояния атомов водорода, с
энергией связи 0,32 эВ, которое предположительно связано с устойчивыми
состояниями междоузельного водорода и воможно с дефектными состояниями
атомов водорода.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Читать «Диффузия водорода и влияние водорода на мартенситные превращения в двойных сплавах на основе TiNi»

    Последние выполненные заказы

    Глава 3 Совершенствование рекламной и PR деятельности спортивных клубов на примере АО ПФК ЦСКА
    Автор не первый раз выручает, очень нравится скорость и качество выполнения р...
    Фискальная деятельность таможенной службы. (на примере ООО Fortwine)
    Замечательно, как всегда. Спасибо за Вашу работу!
    Глава 1. Взаимосвязь мотивов профессиональной деятельности ...
    Благодарю за работу, автор очень лояльная, помогла сов семи исправлениями и т...
    Социальная защита детей-сирот и детей, оставшихся без попечения родителей, в РФ, как социальном государстве
    Работа выполнена в соответствии с требованиями учебного заведения и точно в с...
    Новое задание по технологическим машинам и оборудованию
    Автор отлично выполняет работу
    Пути повышения производительности труда в организации.
    Автор прекрасный, даже после завершения заказа и после того как прошли сроки ...
    Составление плана и введения в магистерскую диссертацию
    Отличный эксперт! Рекомендую обращаться к данному автору! 10/10/10
    Организация работы службы доставки в ресторане Якитория
    Доволен работой автора
    Синтаксические ошибки школьников приоднородных членах предложения
    Автор хороший, вежливый. Работу выполняет быстро, на сообщения отвечает быстро.

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Александр Р. ВоГТУ 2003, Экономический, преподаватель, кандидат наук
    4.5 (80 отзывов)
    Специальность "Государственное и муниципальное управление" Кандидатскую диссертацию защитил в 2006 г. Дополнительное образование: Оценка стоимости (бизнеса) и госфин... Читать все
    Специальность "Государственное и муниципальное управление" Кандидатскую диссертацию защитил в 2006 г. Дополнительное образование: Оценка стоимости (бизнеса) и госфинансы (Казначейство). Работаю в финансовой сфере более 10 лет. Банки,риски
    #Кандидатские #Магистерские
    123 Выполненных работы
    Мария А. кандидат наук
    4.7 (18 отзывов)
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет... Читать все
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет, реклама, журналистика, педагогика, право)
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Ольга Р. доктор, профессор
    4.2 (13 отзывов)
    Преподаватель ВУЗа, опыт выполнения студенческих работ на заказ (от рефератов до диссертаций): 20 лет. Образование высшее . Все заказы выполняются в заранее согласован... Читать все
    Преподаватель ВУЗа, опыт выполнения студенческих работ на заказ (от рефератов до диссертаций): 20 лет. Образование высшее . Все заказы выполняются в заранее согласованные сроки и при необходимости дорабатываются по рекомендациям научного руководителя (преподавателя). Буду рада плодотворному и взаимовыгодному сотрудничеству!!! К каждой работе подхожу индивидуально! Всегда готова по любому вопросу договориться с заказчиком! Все работы проверяю на антиплагиат.ру по умолчанию, если в заказе не стоит иное и если это заранее не обговорено!!!
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    Екатерина П. студент
    5 (18 отзывов)
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно... Читать все
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно занимаюсь английским языком, уровень владения - Upper-Intermediate.
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Сергей Е. МГУ 2012, физический, выпускник, кандидат наук
    4.9 (5 отзывов)
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым напра... Читать все
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым направлениям физики, математики, химии и других естественных наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    5 Выполненных работ
    Кирилл Ч. ИНЖЭКОН 2010, экономика и управление на предприятии транс...
    4.9 (343 отзыва)
    Работы пишу, начиная с 2000 года. Огромный опыт и знания в области экономики. Закончил школу с золотой медалью. Два высших образования (техническое и экономическое). С... Читать все
    Работы пишу, начиная с 2000 года. Огромный опыт и знания в области экономики. Закончил школу с золотой медалью. Два высших образования (техническое и экономическое). Сейчас пишу диссертацию на соискание степени кандидата экономических наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    692 Выполненных работы
    Глеб С. преподаватель, кандидат наук, доцент
    5 (158 отзывов)
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной с... Читать все
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной специальности 12.00.14 административное право, административный процесс.
    #Кандидатские #Магистерские
    216 Выполненных работ
    Анна К. ТГПУ им.ЛН.Толстого 2010, ФИСиГН, выпускник
    4.6 (30 отзывов)
    Я научный сотрудник федерального музея. Подрабатываю написанием студенческих работ уже 7 лет. 3 года назад начала писать диссертации. Работала на фирмы, а так же помог... Читать все
    Я научный сотрудник федерального музея. Подрабатываю написанием студенческих работ уже 7 лет. 3 года назад начала писать диссертации. Работала на фирмы, а так же помогала студентам, вышедшим на меня по рекомендации.
    #Кандидатские #Магистерские
    37 Выполненных работ
    Анастасия Л. аспирант
    5 (8 отзывов)
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибост... Читать все
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибостроение, управление качеством
    #Кандидатские #Магистерские
    10 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Модифицирование поверхности полученного с помощью аддитивной технологии титанового сплава Ti-6Al-4V
    📅 2021 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Изучение процессов термостимулированного и неравновесного выхода изотопов водорода из Pd, Ni, Pt, Zr, Ti
    📅 2021 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)