5. Bố cục của luận văn
4.2.2. Kết quả phân tích thành phần pha sau phản ứng nhiệt độ cao tự lan
truyền
Kết quả phân tích thành phần pha XRD đã cho thấy sự hình thành của pha liên kim NixTi1-x giữa Ni và Ti (hình 4.6). Cơ chế tạo thành liên kim NixTi1-x là sự khuếch tán của Ni vào Ti và ngƣợc lại ở pha rắn dƣới ảnh hƣởng của nhiệt độ rất cao tỏa ra trong quá trình phản ứng giữa chúng. Cũng qua kết quả phân tích XRD nhận thấy, sự hình thành pha trong phản ứng nhiệt độ cao tự lan truyền giữa Ni và
Ti phụ thuộc vào nhiệt độ nung sơ bộ. Khi nhiệt độ Tp tăng, nhiệt độ cháy giữa Ni
và Ti tỏa ra cũng tăng lên, do đó năng lƣợng mà các nguyên tử Ni, Ti nhận đƣợc cũng tăng lên dẫn đến hệ số khuếch tán cũng tăng lên, phản ứng tạo thành pha NiTi (ở hai kiểu mạng tinh thể B2 –Austenit và B19’ – Mactenxit), và không quan sát thấy sự xuất hiện píc pha không cân bằng giữa NiTi hoặc píc của Ni, Ti còn dƣ sau phản ứng. Điều đó chứng tỏ rằng, bằng phƣơng pháp phản ứng nhiệt độ cao tự lan truyền, ta có thể chế tạo thành công hệ Vật liệu xốp NiTi với chủ yếu pha NiTi (kểu mạng B2 và B19) mong muốn.
59
Hình 4.6. Kết quả phân tích thành phần pha bằng phương pháp XRD sản phẩm thu được sau phản ứng nhiệt độ cao tự lan truyền với các chế độ nung sơ bộ khác nhau.
60
Nhƣ đã phân tích ở trên, dƣới tác dụng của tải trọng, vật liệu nhớ hình sẽ bị biến dạng nhờ quá trình chuyển biến pha (chuyển biến thuận) từ pha Austenit B2
(pha gốc) pha NiTi Mactenxit B19’ (pha sản phẩm) mà khổng phải do sự chuyển
động của lệch trong mạng tinh thể. Sau khi dỡ tải tác dụng xảy ra quá trình chuyển
biến ngƣợc lại, một phần biến dạng đƣợc h i phục (phan NiTi Mactenxit B19’
pha NiTi Austenit B2: hiệu ứng nhớ hình). Quá trình h i phục biến dạng này cũng có thể diễn ra khi mẫu đƣợc nung nóng đến một nhiệt độ nhất định sau khi dỡ tải,
đó chính là nhiệt độ chuyển biến ngƣợc từ pha NiTi Mactenxit B19’ pha NiTi
Austenit B2). Nhƣ vậy, để có quá trình chuyển biến nhớ hình rõ ràng, sau khi chế tạo vật liệu xốp NiTi yêu cầu thành phần chủ yếu là pha NiTi cân bằng t n tại ở kiểu mạng tinh thể B2 (Austenit).
Hình 4.7. Quá trình chuyển biến Mactenxit trong vật liệu Ti-Ni.
Các kết quả phân tích phổ XRD thể hiện trên hình 4.6, 4.7 cho thấy, hầu hết các mẫu vật liệu xốp NiTi xảy ra phản ứng nhiệt độ cao tự lan truyền trong quá trình chế tạo đều có thành phần pha chủ yếu là NiTi cân bằng t n tại ở kiểu mạng tinh thể B2 (Austenit). Pha NiTi Austenit kiểu mạng B2 chiếm ƣu thế, thể hiện ở các píc lớn, rõ rệt trên biểu đ phân tích XRD. Bên cạnh đó, t n tại một phần nhỏ pha NiTi kiểu mạng B19’ (Mactenxit), thể hiện ở các píc nhỏ, hẹp và không rõ ràng trên các biểu đ phân tích XRD. Các kết quả này hoàn toàn phù hợp với các điều kiện cần thiết để có quá trình chuyển biến pha có thể xảy ra trong quá trình biến dạng tạo nên sự thay đổi hình dạng ở những vật liệu nhớ hình.
61