Project detail

Twinned structures in magnetic shape memory alloys

Duration: 01.01.2021 — 31.12.2023

Funding resources

Czech Science Foundation - Standardní projekty

- whole funder (2021-02-23 - 2023-12-31)

On the project

Projekt se zabývá materiály s magnetickou tvarovou pamětí, jejichž hlavním představitelem je slitina Ni-Mn-Ga, se širokou škálou funkcionalit jako např. magneticky indukovanou deformací až 12%. Klíčem k funkcionalitě materiálu je jeho feroelastická zdvojčatělá martensitická mikrostruktura. Spontánně vytvořené mikrostuktury vykazují neoptimální funkční chování často vzdálené skutečným možnostem materiálu. Naším cílem je vyvinout metody pro řízení mikrostruktur, tj. pro vytvoření permanentních zdvojčatělých mikrostruktur, jejichž výsledkem bude výrazně vylepšené funkční chování materiálu. Problém bude řešen na všech škálách: intrinsická mobilita dvojčat bude studována na nanoškále, formace a interakce dvojčat a defektů bude studována na mikroškále. Na základě těchto poznatků budou navrženy metody kontroly mikrostruktury a na makroškále budeme studovat výsledné chování a vylepšení funkčních vlastností s finálním cílem vyvinout zdvojčatělý materiál blížící se svými vlastnostmi teoretickým limitům.

Description in English
The project deals with magnetic shape memory alloys, with Ni-Mn-Ga being a prototype example, known for their functionalities, particularly for giant (12%) magnetic field-induced strain. The key to material functionalities is its ferroelastic twinned martensite microstructure. However, the usual spontaneously created microstructures show poor performance often far from the true material possibilities. We aim to develop the methods of twin microstructure control, i.e. creating permanent twin microstructures, resulting in significantly improved functional performance. The problem will be dealt on various scales: on nanoscale we will study the intrinsic mobility of twins, on microscale we will study the mechanisms of twin formation and twin-twin and twin-defect interactions. Based on these studies we will design methods of twin microstructure control and evaluate on macroscale the resulting properties and improvements in the functional behavior.

Keywords
Ni-Mn-Ga;magnetická tvarová paměť;interakce dvojčat;dvojčatová mikrostruktura

Key words in English
Ni-Mn-Ga;magnetic shape memory;twin interaction;twin microstructure

Mark

21-06613S

Default language

Czech

People responsible

Zelený Martin, Ing., Ph.D. - principal person responsible

Units

Institute of Materials Science and Engineering
- beneficiary (2021-01-01 - 2023-12-31)

Results

ZELENÝ, M.; SEDLÁK, P.; HECZKO, O.; SEINER, H.; VEŘTÁT, P.; OBATA, M.; KOTANI, T.; ODA, T.; STRAKA, L. Effect of electron localization in theoretical design of Ni-Mn-Ga based magnetic shape memory alloys. Materials & Design, 2021, vol. 209, no. 1, p. 109917 (- p.)ISSN: 0264-1275.
Detail

SEINER, H.; ZELENÝ, M.; SEDLÁK, P.; STRAKA, L.; HECZKO, O. Experimental Observations versus First-Principles Calculations for Ni-Mn-Ga Ferromagnetic Shape Memory Alloys: A Review. Physica Status Solidi - Rapid Research Letetrs, 2022, vol. 16, no. 6, p. 2100632 (- p.)ISSN: 1862-6270.
Detail

ZELENÝ, M.; OSTAPOVETS, A.; FRIDRICH, L.; ŠESTÁK, P.; HECZKO, M.; KRUML, T. On mechanical twinning in tetragonal lattice. PHILOSOPHICAL MAGAZINE, 2022, vol. 103, no. 2, p. 119-136. ISSN: 1478-6443.
Detail

VINOGRADOVA, M.; SOZINOV, A.; STRAKA, L.; VEŘTÁT, P.; HECZKO, O.; ZELENÝ, M.; CHULIST, R.; ULLAKKO, K. Stability of incommensurately modulated Ni50Mn27Ga22Fe1 10M martensite under uniaxial tensile stress. SCRIPTA MATERIALIA, 2024, vol. 247, no. -, p. 116096 (- p.)ISSN: 1359-6462.
Detail

VINOGRADOVA, M.; SOZINOV, A.; STRAKA, L.; VEŘTÁT, P.; HECZKO, O.; ZELENÝ, M.; CHULIST, R.; LÄHDERANTA, E.; ULLAKKO, K. Constant plane shift model: Structure analysis of martensitic phases in Ni50Mn27Ga22Fe1 beyond non-modulated building blocks. ACTA MATERIALIA, 2023, vol. 255, no. 1, p. 1-11. ISSN: 1873-2453.
Detail

HECZKO, M.; ZELENÝ, M.; ŠESTÁK, P.; OSTAPOVETS, A.; KRUML, T. Twinning in tetragonal intermetallics – ab initio study. Proceedings Intermetallics 2023. Jena, Germany: Conventus Congressmanagement & Marketing GmbH, 2023. p. 61-62. ISBN: 978-3-948023-33-1.
Detail

JANOVEC, J.; ZELENÝ, M.; HECZKO, O.; AYUELA, A. Localization versus delocalization of d-states within the Ni2MnGa Heusler alloy. Scientific Reports, 2022, vol. 12, no. 1, p. 20577 ( p.)ISSN: 2045-2322.
Detail

Responsibility: Zelený Martin, Ing., Ph.D.