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M: Metallphysik

M 2: Struktur und Umwandlungen I

M 2.1: Vortrag

Montag, 22. März 1999, 10:15–10:30, S 8

Bestimmung der thermodynamischen Größen bei der Martensitumwandlung in NiTi — •P. Rösner und F. Haider — Inst. f. Physik, Univ. Augsburg, D-86135 Augsburg

NiTi als Formgedächtnislegierung erfreut sich bei Anwendungen in Technik und Medizin zunehmender Beliebtheit. Hinter dem shape memory effect, den man sich hier zunutze macht, steht eine weitgehend reversible martensitische Umwandlung, deren thermodynamische Größen wie Freie Enthalpie- oder Entropieänderung Effektgrößen wie Kraftentwicklung oder leistbare Arbeit maßgeblich bestimmen. Im Zugversuch läßt sich experimentell die kritische mechanische Spannung bestimmen, bei der die Bildung von spannungsinduziertem Martensit einsetzt. Es zeigt sich, daß die kritische Spannung stark von der Überhitzung der Probe über die thermodynamische Gleichgewichtstemperatur abhängt. Über eine mathematische Beziehung, die der Gleichung von Clausius-Clapeyron sehr ähnlich ist, stehen diese Größen in direktem Bezug zur Entropieänderung bei der Phasenumwandlung. Aus den experimentell gewonnenen Daten, die auch noch stark vom Ni-Gehalt der binären NiTi-Legierung abhängen, sowie thermodynamischen Annahmen über die reversibel gespeicherte Energie bei der Umwandlung einerseits und irreversible Beiträge wie sie durch die Verschiebung von Phasengrenzflächen in der Legierung auftreten andererseits, lassen sich schließlich Entropie und freie Enthalpie der Umwandlung berechnen.