Fázisátalakulást kísérő zajok vizsgálata Ni2MnGa alakemlékező ötvözetekben

A tétel rövid nézete
dc.contributor.advisorDaróczi, Lajos
dc.contributor.authorTóth, László Zoltán
dc.contributor.departmentFizikai tudományok doktori iskolahu
dc.contributor.submitterdepDE--Természettudományi és Technológiai Kar -- Fizikai Intézet, Szilárdtest Fizikai Tanszék
dc.date.accessioned2018-04-16T12:29:10Z
dc.date.available2018-04-16T12:29:10Z
dc.date.created2018hu_HU
dc.date.defended2018-09-01
dc.description.abstractDoktori munkám során ferromágneses Ni2MnGa alakemlékező ötvözetek fázisátalakulását vizsgáltam termikus (TE), akusztikus (AE) és mágneses (ME) emissziós mérésekkel alacsony hűtési/fűtési sebességek (<0.1 K/min) mellett. A dolgozatban bemutatom, hogy az alacsony hűtési sebesség mellett a felület érdessége és a minta tömege is fontos tényező a statisztikai analízisre alkalmas egyedi TE események detektálása során. Három különböző minta állt a rendelkezésemre, melyek azonos összetételűek voltak, de más ikerszerkezettel és ikerhatár mozgékonysággal rendelkeztek. Statisztikai analízissel megmutattam, hogy a csúcsparaméterek mindhárom zajtípus esetén hatványfüggvény szerinti eloszlást követnek. A termikus emisszióval hűtésben meghatározott energia exponensek hibahatáron belül megegyeznek az akusztikus emisszióból származó exponensekkel. A három minta között fázisátalakulás közben mért zajok alapján nem, csak deformáció indukálta ikerhatár mozgás vizsgálatával tudtam különbséget tenni. Szimultán mért termikus, akusztikus és mágneses emisszióval megmutattam, hogy mindhárom zaj koincidenciában van a fázisátalakulás során, azaz ugyanazokkal a start és finish hőmérsékletekkel lehet őket jellemezni. Külső mágneses tér nélkül nagy aszimmetria adódott a fűtésben és hűtésben mért exponensek között, míg elegendően nagy mágneses tér jelenlétében az aszimmetria megszűnt, és a kitevők hibahatáron belül azonosnak adódtak. Időbeli korrelációkat is vizsgáltam az akusztikus emisszió eseményei között, illetve a mágneses emisszió eseményei között. A várakozási idők eloszlása kis és nagy várakozási idők esetén is egy-egy hatványfüggvénnyel volt illeszthető a független eseményekre jellemző Poisson-eloszlás helyett, így időbeli korrelációk jelenlétére következtettem. Hasonló eredményre jutottam a jelsorozatokat a várakozási idők alapján jelcsomagokra bontva is: az események nem függetlenül követik egymást. Továbbá vizsgáltam az összetartozó AE és ME eseménypárok kapcsolatát. Az eseménypárok közötti időkésések eloszlásából kiderült, hogy valószínűsíthető időbeli sorrendiség van a két jel keletkezésében, a fázisátalakulás, melyhez az AE köthető az elsődleges effektus, a mágneses doménszerkezet átrendeződése pedig ennek a következménye. Végül klasszikus Barkhausen-zaj mérésekkel megállapítottam, hogy a Ni2MnGa martenzit fázisa mágneses szempontból abba az univerzalitási osztályba tartozik, melyben a rugalmas kölcsönhatások hatótávolsága nagy.hu_HU
dc.description.abstractThe jerky character of austenite-martensite phase transformation in Ni2MnGa single crystals has been investigated by thermal cycling using a differential scanning calorimeter (DSC) and by detection of acoustic and magnetic emissions (AE and ME) at low cooling and heating rates (0.1 K/min and below). I illustrated that, besides the low cooling and heating rate, mass and surface roughness are also important parameters in optimizing the best signal/noise ratio in order to obtain individual peaks suitable for statistical analysis. I investigated three types of samples, differing in the twin structure and twin boundary behavior, with and without surface roughening made by electro-erosion. The statistical analysis, carried out for thermal and acoustic signals, provided power-law behavior. In calorimetric measurements the energy exponents, obtained in cooling, were the same within the experimental errors (1.7 ± 0.2) for the three samples investigated. With simultaneous thermal, acoustic, and magnetic emission measurements during thermally induced martensitic transformation in Ni2MnGa single crystals I demonstrated that all three types of the above noises display many coincident peaks and the same start and finish temperatures. The amplitude and energy distribution functions for AE and ME avalanches also satisfy power-law behavior. At zero external magnetic field asymmetry in the exponents was obtained: their value was larger for heating than for cooling. Application of constant, external magnetic fields (up to B = 722 mT) leads to the disappearance of the above asymmetry. Time correlations (i.e., the existence of nonhomogeneous temporal processes) within AE as well as ME emission events are demonstrated by deviations from the uncorrelated behavior on probability distributions of waiting times as well as of a sequence of number of events. The analysis of the existence of temporal correlations between AE and ME events revealed that at short times the acoustic signals show a time delay relative to the magnetic one, due to the time necessary for the propagation of the ultrasound. At intermediate times, as expected, the magnetic signal is delayed, i.e., the magnetic domain rearrangement followed the steps of structural transformation. Finally, from classical Barkhausen-noise measurements I showed, that the martensite phase of the Ni2MnGa belongs in the universality class, where the range of the elastic interactions is long.hu_HU
dc.description.correctorNE
dc.format.extent119hu_HU
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/2437/249666
dc.language.isohuhu_HU
dc.subjectferromágneses alakemlékező ötvözethu_HU
dc.subjectferromagnetic shape memory alloyhu_HU
dc.subjectfázisátalakulás
dc.subjectakusztikus emisszió
dc.subjectmágneses emisszió
dc.subjectphase transformation
dc.subjectacoustic emission
dc.subjectmagnetic emission
dc.subject.disciplineFizikai tudományokhu
dc.subject.sciencefieldTermészettudományokhu
dc.titleFázisátalakulást kísérő zajok vizsgálata Ni2MnGa alakemlékező ötvözetekbenhu_HU
dc.title.translatedInvestigation of noises obtained during phase transformation in Ni2MnGa shape memory alloyshu_HU
Fájlok
Eredeti köteg (ORIGINAL bundle)
Megjelenítve 1 - 2 (Összesen 2)
Nincs kép
Név:
Disszertacio_Toth_Laszlo_Zoltan_titkositott.pdf
Méret:
4.23 MB
Formátum:
Adobe Portable Document Format
Leírás:
Disszertáció
Letöltés
Nincs kép
Név:
Tezisfuzet___Toth_Laszlo_Zoltan_titkositott.pdf
Méret:
1.84 MB
Formátum:
Adobe Portable Document Format
Leírás:
Tézisfüzet
Letöltés
Engedélyek köteg
Megjelenítve 1 - 1 (Összesen 1)
Nincs kép
Név:
license.txt
Méret:
1.93 KB
Formátum:
Item-specific license agreed upon to submission
Leírás:
Letöltés
Gyűjtemények
Fizikai Tudományok Doktori Iskola