On the influence of chemical composition on phase transformations and diffusion in NiTi-based shape memory alloys

  • NiTi-based shape memory alloys (SMAs) recover their shape after deformation, combining exceptional properties like corrosion resistance, workability, and biocompatibility. Recently, chemically complex SMAs have shown promise in high-temperature applications, necessitating accelerated compositional screening, a key focus of this thesis. Element interdiffusion in SMAs, crucial for processes like precipitate growth and relaxation, remains underexplored. This thesis aims to enhance understanding of chemical effects on interdiffusion. Key findings include: the development of a pseudo-binary diffusion couple method for compositional screening; the impact of chemical gradients on transformation temperatures; significant influence of background elements on interdiffusion rates; and higher interdiffusion rates in off-stoichiometric SMAs compared to stoichiometric ones.
  • NiTi-basierte Formgedächtnislegierungen (SMA) kehren nach Verformung in ihre ursprüngliche Form zurück und kombinieren außergewöhnliche Eigenschaften wie Korrosionsbeständigkeit, Verarbeitbarkeit und Biokompatibilität. Kürzlich haben chemisch komplexe SMAs in Hochtemperaturanwendungen Potenzial gezeigt, was eine beschleunigte Zusammensetzungsscreening erfordert, ein Hauptfokus dieser Arbeit. Die Elementdiffusion in SMAs, entscheidend für Prozesse wie Ausscheidungswachstum und Relaxation, ist noch wenig erforscht. Diese Arbeit zielt darauf ab, das Verständnis der chemischen Effekte auf die Diffusion zu verbessern. Wichtige Ergebnisse umfassen: die Entwicklung einer Methode mit pseudobinären Diffusionspaaren für das Zusammensetzungsscreening; den Einfluss chemischer Gradienten auf die Transformationstemperaturen; den signifikanten Einfluss von Hintergrundelementen auf Diffusionsraten; und höhere Diffusionsraten in off-stöchiometrischen SMAs im Vergleich zu stöchiometrischen.

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Metadaten
Author:Oluwaseyi Sheriff OluwabiGND
URN:urn:nbn:de:hbz:294-124009
DOI:https://doi.org/10.13154/294-12400
Referee:Jan FrenzelORCiDGND, Gunther EggelerORCiDGND
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2024/08/23
Date of first Publication:2024/08/23
Publishing Institution:Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek
Granting Institution:Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Maschinenbau
Date of final exam:2024/06/04
Creating Corporation:Fakultät für Maschinenbau
GND-Keyword:Memory-Legierung; Gradient; Martensitumwandlung; Interdiffusion; Mikrostruktur
Institutes/Facilities:Institut für Werkstoffe, Lehrstuhl Werkstoffwissenschaft
Dewey Decimal Classification:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau
faculties:Fakultät für Maschinenbau
Licence (German):License LogoKeine Creative Commons Lizenz - es gelten der Veröffentlichungsvertrag und das deutsche Urheberrecht