Atomistic understanding and design of Ti-Ta based shape memory alloys

  • Ti-Ta-basierte Legierungen sind höchst aussichtsreiche Kandidaten für die Anwendung als Hochtemperatur-Formgedächtnislegierungen. Zwei der wichtigsten Aspekte bei der Entwicklung dieser Legierungen sind eine hohe Phasenumwandlungstemperatur sowie die Stabilität des Formgedächtniseffekts. In dieser Arbeit wurde der Phasenübergang in Ti-Ta mit ab initio Molekulardynamik untersucht. Anhand der numerischen Simulationen wurde ein Landau-Modell für die freie Energie parametrisiert. Des Weiteren wurde ein Bond-Order Potential für Ti-Ta entwickelt, welches eine sehr hohe Genauigkeit und Übertragbarkeit in der Beschreibung der Phasenübergänge in reinem Ti und Ti-Ta aufweist. Zudem wurden ternäre Ti-Ta-X Legierungen mit DFT Rechnungen untersucht, um neue Legierungselemente zu identifizieren, die sowohl den Formgedächtniseffekt stabilisieren als auch Übergangstemperaturen oberhalb 100°C aufweisen. Hierbei konnten neue Legierungen mit verbesserten Eigenschaften erfolgreich prognostiziert werden.

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Metadaten
Author:Alberto FerrariGND
URN:urn:nbn:de:hbz:294-71442
DOI:https://doi.org/10.13154/294-7144
Referee:Ralf DrautzORCiDGND, Jörg NeugebauerGND
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2020/05/06
Date of first Publication:2020/05/06
Publishing Institution:Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek
Granting Institution:Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Physik und Astronomie
Date of final exam:2019/12/16
Creating Corporation:Fakultät für Physik und Astronomie
GND-Keyword:Metallurgie; Simulation; Memory-Legierung; Dichtefunktionalformalismus; Phasenumwandlung
Dewey Decimal Classification:Naturwissenschaften und Mathematik / Physik
faculties:Fakultät für Physik und Astronomie
Licence (German):License LogoKeine Creative Commons Lizenz - es gelten der Veröffentlichungsvertrag und das deutsche Urheberrecht