Počítačové modelování hranic dvojčatění ve slitinách s tvarovou pamětí

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá teoretickým studiem dvojčatění slitin s magnetickou tvarovou pamětí na bázi Ni2MnGa při užití ab initio výpočtů elektronové struktury provedených metodou projektovaných přidružených vln. V práci byl studován vliv rostoucí koncentrace manganu v podmřížce galia na totální energii a stav napjatosti podél různých deformačních drah ve smykovém systému (10-1)[101] nemodulovaného martenzitu. Dále byl zkoumán vliv koncentrace manganu na energii rovinné chyby způsobené přítomností parciální dislokace při pohybu hranice dvojčatění. Z výsledků vyplývá, že zvýšením koncentrace manganu dochází jak k nárůstu modulu pružnosti ve smyku pro zkoumaný smykový systém, tak i k nárůstu energetických bariér a deformačních charakteristik v průběhu smykové deformace, což ji činí obtížnější. Zvýšení koncentrace manganu taktéž vede ke zvýšení energie rovinné chyby. Všechny zjištěné efekty mohou být zodpovědné za pokles mobility hranic dvojčatění ve slitinách s vysokým obsahem manganu.

This Master‘s thesis is focused on theoretical study of twinning in magnetic shape memory alloys based on Ni2MnGa using ab initio calculations of electronic structure within the projector augmented wave method. In particular, the effect of increasing concentration of manganese at the expense of gallium was studied on total energy and stress profiles along different deformation paths in the (10-1)[101] shear system of non-modulated martensite. Further, this work deals with the effect of the concentration of manganese on the energy of planar fault caused by presence of partial dislocation due to motion of twin boundary. The results show that the shear modulus in studied shear system increases with the increasing concentration of manganese as well as energy barrier and deformation characteristics along shear deformation paths increases, which makes the shear more difficult in Mn-rich alloys. Increasing concentration of manganese also leads to rising the planar fault energy. All these effects can be responsible for lower mobility of twin boundaries in alloys with higher concentration of manganese.