स्यूडोइलास्टिकिटी: Difference between revisions
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चरण परिवर्तन द्वारा गुणात्मक रूप से बोलना सुपरलेस्टिकिटी प्रतिवर्ती विकृति है। इसलिए, यह अव्यवस्था गति द्वारा अपरिवर्तनीय प्लास्टिक विरूपण के साथ प्रतिस्पर्धा करता है। नैनोस्केल पर, अव्यवस्था घनत्व और संभव फ्रैंक-रीड स्रोत साइटें बहुत कम हो जाती हैं, इसलिए कम आकार के साथ [[उपज तनाव]] बढ़ जाता है। इसलिए, नैनोस्केल में अतिरेचकता व्यवहार प्रदर्शित करने वाली सामग्रियों के लिए, यह पाया गया है कि वे थोड़े हानिकारक विकास के साथ लंबी अवधि के साइकिल चालन में काम कर सकते हैं।<ref>{{cite journal | author = J. San Juan|display-authors=etal| title = Cu-Al-Ni शेप मेमोरी एलॉय माइक्रोपिलर्स में नैनो-स्केल पर लंबे समय तक सुपररेलास्टिक साइकिलिंग| journal = Applied Physics Letters |volume=104|pages=011901| publisher = AIP |doi=10.1063/1.4860951|year=2014|issue=1 |bibcode=2014ApPhL.104a1901S }}</ref> दूसरी ओर, [[ केंद्रक |केंद्रक]] के प्रारंभ होने के लिए कम संभावित साइटों के कारण मार्टेंसाइट चरण परिवर्तन होने के लिए महत्वपूर्ण तनाव भी बढ़ गया है। न्यूक्लियेशन सामान्यतः अव्यवस्था या सतह के दोषों के पास प्रारंभ होता है। किन्तु नैनोस्केल सामग्री के लिए, अव्यवस्था घनत्व बहुत कम हो जाता है, और सतह सामान्यतः परमाणु रूप से चिकनी होती है। इसलिए, अतिरेचकता प्रदर्शित करने वाले नैनोस्केल सामग्रियों का चरण परिवर्तन सामान्यतः सजातीय पाया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप बहुत अधिक महत्वपूर्ण तनाव होता है।<ref>{{cite journal | author = J. San Juan|display-authors=etal| title = superelasticity and shape memory at nano-scale: size effects on the martensitic transformation | journal = Journal of Alloys and Compounds | publisher = Elsevier | doi=10.1016/j.jallcom.2011.10.110 | volume=577 | pages=S25–S29 | year=2013}}</ref> विशेष रूप से, जिरकोनिया के लिए, जहां इसके तीन चरण हैं, चरण परिवर्तन और प्लास्टिक विरूपण के बीच प्रतिस्पर्धा उन्मुखीकरण पर निर्भर पाई गई है,<ref>{{cite journal | author = Ning Zhang|display-authors=etal| title = एकल क्रिस्टलीय yttria- स्थिर टेट्रागोनल ज़िरकोनिया नैनोपिलर के प्लास्टिक विरूपण में अव्यवस्था और चरण परिवर्तन के बीच प्रतिस्पर्धा तंत्र| journal = Acta Materialia | doi=10.1016/j.actamat.2016.08.075 | volume=120 | pages=337–347 | year=2016| arxiv=1607.03141 |bibcode=2016AcMat.120..337Z |s2cid=118512427 }}</ref> अव्यवस्था और न्यूक्लियेशन की सक्रियता ऊर्जा की अभिविन्यास निर्भरता का को दर्शाता है। इसलिए, | चरण परिवर्तन द्वारा गुणात्मक रूप से बोलना सुपरलेस्टिकिटी प्रतिवर्ती विकृति है। इसलिए, यह अव्यवस्था गति द्वारा अपरिवर्तनीय प्लास्टिक विरूपण के साथ प्रतिस्पर्धा करता है। नैनोस्केल पर, अव्यवस्था घनत्व और संभव फ्रैंक-रीड स्रोत साइटें बहुत कम हो जाती हैं, इसलिए कम आकार के साथ [[उपज तनाव]] बढ़ जाता है। इसलिए, नैनोस्केल में अतिरेचकता व्यवहार प्रदर्शित करने वाली सामग्रियों के लिए, यह पाया गया है कि वे थोड़े हानिकारक विकास के साथ लंबी अवधि के साइकिल चालन में काम कर सकते हैं।<ref>{{cite journal | author = J. San Juan|display-authors=etal| title = Cu-Al-Ni शेप मेमोरी एलॉय माइक्रोपिलर्स में नैनो-स्केल पर लंबे समय तक सुपररेलास्टिक साइकिलिंग| journal = Applied Physics Letters |volume=104|pages=011901| publisher = AIP |doi=10.1063/1.4860951|year=2014|issue=1 |bibcode=2014ApPhL.104a1901S }}</ref> दूसरी ओर, [[ केंद्रक |केंद्रक]] के प्रारंभ होने के लिए कम संभावित साइटों के कारण मार्टेंसाइट चरण परिवर्तन होने के लिए महत्वपूर्ण तनाव भी बढ़ गया है। न्यूक्लियेशन सामान्यतः अव्यवस्था या सतह के दोषों के पास प्रारंभ होता है। किन्तु नैनोस्केल सामग्री के लिए, अव्यवस्था घनत्व बहुत कम हो जाता है, और सतह सामान्यतः परमाणु रूप से चिकनी होती है। इसलिए, अतिरेचकता प्रदर्शित करने वाले नैनोस्केल सामग्रियों का चरण परिवर्तन सामान्यतः सजातीय पाया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप बहुत अधिक महत्वपूर्ण तनाव होता है।<ref>{{cite journal | author = J. San Juan|display-authors=etal| title = superelasticity and shape memory at nano-scale: size effects on the martensitic transformation | journal = Journal of Alloys and Compounds | publisher = Elsevier | doi=10.1016/j.jallcom.2011.10.110 | volume=577 | pages=S25–S29 | year=2013}}</ref> विशेष रूप से, जिरकोनिया के लिए, जहां इसके तीन चरण हैं, चरण परिवर्तन और प्लास्टिक विरूपण के बीच प्रतिस्पर्धा उन्मुखीकरण पर निर्भर पाई गई है,<ref>{{cite journal | author = Ning Zhang|display-authors=etal| title = एकल क्रिस्टलीय yttria- स्थिर टेट्रागोनल ज़िरकोनिया नैनोपिलर के प्लास्टिक विरूपण में अव्यवस्था और चरण परिवर्तन के बीच प्रतिस्पर्धा तंत्र| journal = Acta Materialia | doi=10.1016/j.actamat.2016.08.075 | volume=120 | pages=337–347 | year=2016| arxiv=1607.03141 |bibcode=2016AcMat.120..337Z |s2cid=118512427 }}</ref> अव्यवस्था और न्यूक्लियेशन की सक्रियता ऊर्जा की अभिविन्यास निर्भरता का को दर्शाता है। इसलिए, अति लोच के लिए उपयुक्त नैनोस्केल सामग्री के लिए, किसी को सबसे अधिक सुपरलेस्टिक प्रभाव के लिए अनुकूलित क्रिस्टल अभिविन्यास और सतह खुरदरापन पर शोध करना चाहिए। | ||
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Revision as of 21:50, 1 April 2023
स्यूडोइलास्टिकिटी जिसे कभी-कभी अति लोच कहा जाता है, क्रिस्टल के ऑस्टेनिटिक और मार्टेंसिटिक चरणों के बीच चरण परिवर्तन के कारण प्रयुक्त तनाव के लिए लोचदार (प्रतिवर्ती) प्रतिक्रिया है। इसे आकार-स्मृति मिश्रधातुओं में प्रदर्शित किया जाता है।
सिंहावलोकन
छद्म प्रत्यास्थता चरण परिवर्तन के समय डोमेन सीमाओं की उत्क्रमणीय गति से होती है, न कि केवल बंधन खींचने या क्रिस्टल जाली में दोषों की प्रारंभ के कारण (इस प्रकार यह सच सुपरलोच (भौतिकी) नहीं है किंतु विक्षनरी है: स्यूडोलचीलापन). यहां तक कि यदि डोमेन की सीमाएं पिन हो जाती हैं, तो उन्हें ताप के माध्यम से उलटा किया जा सकता है। इस प्रकार, अपेक्षाकृत उच्च प्रयुक्त उपभेदों को हटाने के बाद छद्म लोचदार सामग्री अपने पिछले आकार (इसलिए, आकार स्मृति) पर वापस आ सकती है। स्यूडोइलास्टिक के विशेष स्थितियों को बैन पत्र-व्यवहार कहा जाता है। इसमें फेस-केंद्रित क्रिस्टल जाली (एफसीसी) और शरीर-केंद्रित टेट्रागोनल क्रिस्टल संरचना (बीसीटी) के बीच ऑस्टेनाइट/मार्टेंसाइट चरण परिवर्तन सम्मिलित है।[1] सुपररेलास्टिक मिश्र आकार-स्मृति मिश्र धातुओं के बड़े परिवार से संबंधित हैं।जब यंत्रवत् रूप से एक सुपररेलास्टिक मिश्र धातु लोड किया जाता है, तो तनाव-प्रेरित चरण के निर्माण से विपरीत रूप सेबहुत उच्च तनाव (सामग्री विज्ञान) (10% तक) विकृत हो जाती है। जब भार हटा दिया जाता है, तो नया चरण अस्थिर हो जाता है और सामग्री अपने मूल आकार को पुनः प्राप्त कर लेती है। आकार-स्मृति मिश्र धातुओं के विपरीत, मिश्र धातु को अपने प्रारंभिक आकार को ठीक करने के लिए तापमान में कोई बदलाव की आवश्यकता नहीं होती है।
सुपररेलास्टिक डिवाइस अपने बड़े, प्रतिवर्ती विरूपण का लाभ उठाते हैं और इसमें एंटीना (रेडियो), चश्मा फ्रेम और बायोमेडिकल स्टेंट सम्मिलित होते हैं।
निकल टाइटेनियम (नितिनोल) अतिरेचकता प्रदर्शित करने वाले मिश्रधातु का उदाहरण है।
आकार प्रभाव
इस समय में, एमईएमएस (माइक्रोइलेक्ट्रोमैकेनिकल प्रणाली) अनुप्रयोग के लिए नैनोस्केल में अति लोच प्रदर्शित करने वाली सामग्रियों की खोज में रूचि रही है। मार्टेंसाइट चरण परिवर्तन को नियंत्रित करने की क्षमता पहले ही बताई जा चुकी है।[2] किन्तु सुपररेलास्टिकिटी के व्यवहार को नैनोस्केल में आकार के प्रभाव के रूप में देखा गया है।
चरण परिवर्तन द्वारा गुणात्मक रूप से बोलना सुपरलेस्टिकिटी प्रतिवर्ती विकृति है। इसलिए, यह अव्यवस्था गति द्वारा अपरिवर्तनीय प्लास्टिक विरूपण के साथ प्रतिस्पर्धा करता है। नैनोस्केल पर, अव्यवस्था घनत्व और संभव फ्रैंक-रीड स्रोत साइटें बहुत कम हो जाती हैं, इसलिए कम आकार के साथ उपज तनाव बढ़ जाता है। इसलिए, नैनोस्केल में अतिरेचकता व्यवहार प्रदर्शित करने वाली सामग्रियों के लिए, यह पाया गया है कि वे थोड़े हानिकारक विकास के साथ लंबी अवधि के साइकिल चालन में काम कर सकते हैं।[3] दूसरी ओर, केंद्रक के प्रारंभ होने के लिए कम संभावित साइटों के कारण मार्टेंसाइट चरण परिवर्तन होने के लिए महत्वपूर्ण तनाव भी बढ़ गया है। न्यूक्लियेशन सामान्यतः अव्यवस्था या सतह के दोषों के पास प्रारंभ होता है। किन्तु नैनोस्केल सामग्री के लिए, अव्यवस्था घनत्व बहुत कम हो जाता है, और सतह सामान्यतः परमाणु रूप से चिकनी होती है। इसलिए, अतिरेचकता प्रदर्शित करने वाले नैनोस्केल सामग्रियों का चरण परिवर्तन सामान्यतः सजातीय पाया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप बहुत अधिक महत्वपूर्ण तनाव होता है।[4] विशेष रूप से, जिरकोनिया के लिए, जहां इसके तीन चरण हैं, चरण परिवर्तन और प्लास्टिक विरूपण के बीच प्रतिस्पर्धा उन्मुखीकरण पर निर्भर पाई गई है,[5] अव्यवस्था और न्यूक्लियेशन की सक्रियता ऊर्जा की अभिविन्यास निर्भरता का को दर्शाता है। इसलिए, अति लोच के लिए उपयुक्त नैनोस्केल सामग्री के लिए, किसी को सबसे अधिक सुपरलेस्टिक प्रभाव के लिए अनुकूलित क्रिस्टल अभिविन्यास और सतह खुरदरापन पर शोध करना चाहिए।
यह भी देखें
- आकार-स्मृति मिश्र धातु
- लोच (भौतिकी)
संदर्भ
- ↑ Bhadeshia, H. K. D. H. "द बैन पत्राचार" (PDF). Materials Science and Metallurgy. University of Cambridge.
- ↑ Thorsten Krenke; et al. (2007). "नी-एमएन-इन में चुंबकीय अतिरेचकता और व्युत्क्रम मैग्नेटोकलोरिक प्रभाव". Physical Review B. 75 (10): 104414. arXiv:0704.1243. Bibcode:2007PhRvB..75j4414K. doi:10.1103/PhysRevB.75.104414. S2CID 29563170.
- ↑ J. San Juan; et al. (2014). "Cu-Al-Ni शेप मेमोरी एलॉय माइक्रोपिलर्स में नैनो-स्केल पर लंबे समय तक सुपररेलास्टिक साइकिलिंग". Applied Physics Letters. AIP. 104 (1): 011901. Bibcode:2014ApPhL.104a1901S. doi:10.1063/1.4860951.
- ↑ J. San Juan; et al. (2013). "superelasticity and shape memory at nano-scale: size effects on the martensitic transformation". Journal of Alloys and Compounds. Elsevier. 577: S25–S29. doi:10.1016/j.jallcom.2011.10.110.
- ↑ Ning Zhang; et al. (2016). "एकल क्रिस्टलीय yttria- स्थिर टेट्रागोनल ज़िरकोनिया नैनोपिलर के प्लास्टिक विरूपण में अव्यवस्था और चरण परिवर्तन के बीच प्रतिस्पर्धा तंत्र". Acta Materialia. 120: 337–347. arXiv:1607.03141. Bibcode:2016AcMat.120..337Z. doi:10.1016/j.actamat.2016.08.075. S2CID 118512427.
- Liang C., Rogers C. A. (1990). "One-Dimensional Thermomechanical Constitutive Relations for Shape Memory Materials". Journal of Intelligent Material Systems and Structures. 1 (2): 207–234. doi:10.1177/1045389x9000100205. S2CID 135569418.
- Miyazaki S, Otsuka K, Suzuki Y (1981). "Transformation Pseudoelasticity and Deformation Behavior in a Ti-50.6at%Ni Alloy". Scripta Metallurgica. 15 (3): 287–292. doi:10.1016/0036-9748(81)90346-x.
- Huo, Y.; Müller, I. (1993). "Nonequilibrium thermodynamics of pseudoelasticity". Continuum Mechanics and Thermodynamics. Springer Science and Business Media LLC. 5 (3): 163–204. Bibcode:1993CMT.....5..163H. doi:10.1007/bf01126524. ISSN 0935-1175. S2CID 123040312.
- Tanaka K., Kobayashi S., Sato Y. (1986). "Thermomechanics of transformation pseudoelasticity and shape memory effect in alloys". International Journal of Plasticity. 2 (1): 59–72. doi:10.1016/0749-6419(86)90016-1.
{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link) - Kamita, Toru; Matsuzaki, Yuji (1998-08-01). "One-dimensional pseudoelastic theory of shape memory alloys". Smart Materials and Structures. IOP Publishing. 7 (4): 489–495. Bibcode:1998SMaS....7..489K. doi:10.1088/0964-1726/7/4/008. ISSN 0964-1726. S2CID 250834042.
- Yamada, Y. (1992-09-01). "Theory of pseudoelasticity and the shape-memory effect". Physical Review B. American Physical Society (APS). 46 (10): 5906–5911. Bibcode:1992PhRvB..46.5906Y. doi:10.1103/physrevb.46.5906. ISSN 0163-1829. PMID 10002272.
