Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 Vật liệu thông minh SMA
2.1.2 Hiệu quả nhớ hình
Nếu đặt tải cơ học vào SMA ở trạng thái Twinned Martensite (nhiệt độ thấp), quá trình detwinning (tái định hướng) xảy ra và SMA chuyển sang trạng thái Detwinned Martensite chịu tải và biến dạng (Hình 2.2). Biến dạng này được giữ nguyên kể cả khi tải được giải phóng từ từ về khơng. Sau đó, đốt nóng SMA đến hơn nhiệt độ Af sẽ kích hoạt sự chuyển pha nghịch từ Detwinned Martensite trở về Austenite và hình dạng SMA được phục hồi hồn tồn (Hình 2.3). Làm nguội xuống dưới nhiệt độ Mf thì sự chuyển pha thuận xảy ra với kết quả là Twinned Martensite lại được hình thành mà khơng có thêm bất kỳ sự thay đổi hình dạng nào. Q trình mơ tả ở trên được gọi là hiệu quả nhớ hình (SME).
Bản chất của SME có thể được hiểu rõ hơn thơng qua việc phân tích đường tải cơ nhiệt trong khơng gian ứng suất – biến dạng – nhiệt độ. Hình 2.4 mô tả SME của NiTi SMA [114]. Từ pha gốc Austenite A, làm nguội SMA xuống dưới nhiệt độ Mf gây ra sự chuyển biến về Twinned Martensite B. Đặt vào một ứng suất vượt quá σs, quá trình detwinning bắt đầu và kết thúc tại σf. Sau đó vật liệu dỡ tải đàn hồi C → D và giữ ở trạng thái Detwinned Martensite. Dưới tác dụng của nguồn nhiệt mà không
Chương 2: Cơ sở lý thuyết
có ứng suất, q trình chuyển pha nghịch bắt đầu khi nhiệt độ đạt mức As tại E và kết
Hình 2.3: SMA thể hiện SME trong quá trình dỡ tải và sau đó cấp nhiệt chuyển
thành Austenite.
Hình 2.4: Dữ liệu mối quan hệ ứng suất – biến dạng – nhiệt độ thể hiện SME
Chương 2: Cơ sở lý thuyết
trong quá trình detwinning, hình dạng gốc của SMA được phục hồi tại A. Hiện tượng này được gọi là SME một chiều, hay đơn giản là SME bởi vì sự phục hồi hình dạng chỉ đạt được trong quá trình cấp nhiệt.