<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">dan</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Доклады Национальной академии наук Беларуси</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Doklady of the National Academy of Sciences of Belarus</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1561-8323</issn><issn pub-type="epub">2524-2431</issn><publisher><publisher-name>The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.29235/1561-8323-2018-62-2-250-256</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">dan-515</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>TECHNICAL SCIENCES</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>ТЕРМОКИНЕТИЧЕСКАЯ ЭДС В СПЛАВАХ С ЭФФЕКТОМ ПАМЯТИ ФОРМЫ ПРИ ТЕРМОУПРУГИХ ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЯХ</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>THERMOKINETIC EMF IN SHAPE MEMORY ALLOYS UNDER THERMOELASTIC PHASE TRANSFORMATIONS</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Рубаник</surname><given-names>В. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Rubanik</surname><given-names>V. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>член-корреспондент, д-р техн. наук, директор</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Corresponding Member, D. Sc. (Engineering), Director</p></bio><email xlink:type="simple">ita@vitebsk.by</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Институт технической акустики Национальной академии наук Беларуси, Витебск</institution></aff><aff xml:lang="en"><institution>Institute of Technical Acoustics of the National Academy of Sciences of Belarus, Vitebsk</institution></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2018</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>20</day><month>05</month><year>2018</year></pub-date><volume>62</volume><issue>2</issue><fpage>250</fpage><lpage>256</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Рубаник В.В., 2018</copyright-statement><copyright-year>2018</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Рубаник В.В.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Rubanik V.V.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://doklady.belnauka.by/jour/article/view/515">https://doklady.belnauka.by/jour/article/view/515</self-uri><abstract><p>Известно, что термокинетическая ЭДС возникает в однородных материалах при движении зоны температурного воздействия вдоль проводника, при этом обязательным условием возникновения такого рода ЭДС является реализация фазового превращения в локальной зоне температурного воздействия. Например, в случае аллотропных фазовых превращений в железе при температуре 700–800 °С. Естественно предположить, что такое явление может наблюдаться и в сплавах с эффектом памяти формы при термоупругом фазовом превращении, протекающем при значительно более низких температурах. Исследования, приведенные в данной работе, показали, что наведение термокинетической ЭДС в сплавах никелида титана возможно как при перемещении зоны нагрева (в результате обратного фазового превращения), так и при перемещении зоны охлаждения (в результате прямого фазового превращения) вдоль TiNi сплава. Также предложено физическое обоснование возникновения ЭДС, согласно которому термокинетическая ЭДС инициируется в результате возникновения разности потенциалов на участках с прямым и обратным фазовым превращениями, возникающими при движении зоны температурного воздействия вдоль TiNi сплава. Рассмотрено возникновение термо-ЭДС в тонкой аморфно-кристаллической ленте Ti50Ni25Cu25 при перемещении вдоль нее высокотемпературной локальной зоны нагрева. Данное явление связано с процессом кристаллизации материала, т. е. переходом из аморфного состояния в кристаллическое. Термо-ЭДС возникает и при локальном нагреве границы раздела аморфной и кристаллической фаз. В этом случае проявление термо-ЭДС связывается с существованием областей с различными потенциалами и подобно термо-ЭДС, возникающей в термопаре. Исследования явления возникновения термо-ЭДС, несомненно, позволяют более полно понять процессы, происходящие при тепловом воздействии на сплавы с памятью формы при термоупругих фазовых превращениях, и могут найти практическое применение при неразрушающем контроле физико-механических свойств этих сплавов и в качестве источников электроэнергии.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>It is known that thermokinetic EMF occurs in homogeneous materials when the heating zone moves along a conductor. The obligatory occurrence of this kind of EMF is associated with phase transformations that proceed in a local heat-affected zone, for example, iron undergoes an allotropic transformation at 700–800 °C. It is natural to assume that this phenomenon can be observed in shape memory alloys under thermoelastic phase transformation that takes place at much lower temperatures. The studies presented here showed that the thermokinetic EMF appearance in titanium nickelide alloys is possible during the movement both of the heating zone (reverse phase transformation) and of the cooling zone (direct phase transformation). The physical justification for the EMF appearance is provided, according to which thermokinetic EMF is initiated as a result of a potential difference between the areas of direct and reverse phase transformations that occur due to the temperature influence along the TiNi wire sample. The paper also considers the thermokinetic EMF appearance in an amorphous–crystalline thin ribbon of Ti50Ni25Cu25 when a high-temperature local heating zone moves along it. This phenomenon is associated with the process of crystallization of material, i. e., amorphous to a crystalline state transition. Thermokinetic EMF also occurs when the interface between the amorphous and crystalline phases is heated locally. In this case, the thermokinetic EMF appearance is associated with a potential difference between the regions and similar to thermokinetic EMF occurring in the thermocouple. Studies on the thermokinetic EMF appearance due to the temperature effect on shape memory alloys during thermoelastic phase transformations allows one to more fully understand the thermokinetic EMF phenomenon. The results can find practical application in non-destructive testing of physical-mechanical properties of these alloys and as energy sources.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>TiNi сплавы</kwd><kwd>термокинетическая ЭДС</kwd><kwd>аморфные ленты</kwd><kwd>фазовое превращение</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>TiNi alloys</kwd><kwd>thermokinetic EMF</kwd><kwd>amorphous ribbons</kwd><kwd>phase transformation</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Фурмаков, Е. Ф. Электрический ток, вызванный движением поверхности раздела фаз в металле / Е. Ф. Фурмаков // Фундаментальные проблемы естествознания и техники. Труды конгресса – 98. – СПб.: Изд-во СПбГУ, 1999. – Т. 1, вып. 21. – С. 377–378.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Furmakov E. F. Electric current caused by motion of interface in metal. Fundamental’nye problemy estestvoznaniya i tekhniki. Trudy kongressa – 98 = Fundamental problems of natural sciences and engineering. Congress – 98 proceedings. St. Petersburg, Saint Petersburg State University, 1999, vol. 1, no. 21, pp. 377–378 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Рубаник, В. В. Электросопротивление никелида титана при нестационарном нагреве / В. В. Рубаник, В. В. Рубаник мл., О. А. Петрова-Буркина // Письма о материалах. – 2012. – Т. 2. – С. 71–73.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Rubanik V. V., Rubanik V. V. jr., Petrova-Burkina O. A. Electrical resistance in titanium nickelide upon non-stationary heating. Letters on materials, 2012, vol. 2, pp. 71–73. DOI: 10.22226/2410-3535-2012-2-71-73</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Rubanik, V. V. Peculiarities of thermoelectric force behaviour in nikelide titane under unsteady heating / V. V. Rubanik, V. V. Rubanik Jr., O. A. Petrova-Burkina // Materials Science Forum. – 2013. – Vol. 738–739. – P. 292–296.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Rubanik V. V., Rubanik V. V. jr., Petrova-Burkina O. A. Peculiarities of thermoelectric force behaviour in nikelide ti-tane under unsteady heating. Materials Science Forum, 2013, vol. 738–739, pp. 292–296.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Рубаник, В. В. Расчет термокинетической ЭДС при обратном фазовом переходе в никелиде титана / В. В. Рубаник, А. В. Лесота, В. В. Рубаник мл. // Письма о материалах. – 2017. – Т. 7, № 2. – С. 96–100.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Rubanik V. V., Lesota A. V., Rubanik V. V. jr. Calculation of the thermokinetic EMF during a reverse phase transformation in TiNi alloys. Letters about materials, 2017, vol. 7, no. 2, pp. 96–100. DOI: 10.22226/2410-3535-2017-2-96-100</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кулькова, С. Е. Изменения электронной структуры при B2–B19’ мартенситном превращении в никелиде титана / C. Е. Кулькова, Д. В. Валуйский, И. Ю. Смолин // Физика твердого тела. – 2001. – Т. 43, № 4. – С. 706–713.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kulkova S. E., Valujsky D. V., Smolin I. Yu. Changes in the electronic structure upon the B2–B19’ martensitic transformation in titanium-nickel. Physics of the Solid State, 2001, vol. 43, no. 4, pp. 737–745. DOI: 10.1134/1.1366004</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Bulat, L. P. Thermoelectric Phenomena under Large Temperature Gradients. Thermoelectrics Handbook: Macro to Nano-Structured Materials / L. P. Bulat., L. I. Anatychuk. – New York, London, Tokyo: CRC Press, 2005. – Ch. 3. DOI: 10.1201/9781420038903.ch3</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bulat L. P., Anatychuk L. I. Thermoelectric Phenomena under Large Temperature Gradients. Thermoelectrics Handbook: Macro to Nano-Structured Materials. New York, London, Tokyo, CRC Press, 2005, ch. 3. DOI: 10.1201/9781420038903.ch3</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Golestaneh, A. A. Materials of the International Conference «Martensitic on Transformation» / A. A. Golestaneh. – Massachusetts, 1979. – 58 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Golestaneh A. A. Materials of the International Conference «Martensitic on Transformation». Massachusetts, 1979. 58 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гюнтер, В. Э. Никелид титана. Медицинский материал нового поколения / В. Э. Гюнтер, В. Н. Ходоренко. – Томск, 2006. – 55 c.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gyunter V. E., Hodorenko V. N. Nickelide of titanium. Medical material of new generation. Tomsk, 2006. 55 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Рубаник, В. В. Термокинетическая ЭДС в сплаве TiNi при инициировании прямого фазового перехода / В. В. Рубаник, В. В. Рубаник мл., А. В. Лесота // Вестн. Тамбовского ун-та. Сер. Естественные и технические науки. – 2015. – Т. 20, вып. 2. – С. 490–493.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Rubanik V. V., Rubanik V. V. jr., Lesota A. V. Thermokinetic EMF in TiNi alloy under initiating direct phase transition. Vestnik Tambovskogo universiteta. Seriya Estestvennye i tekhnicheskie nauki = Tambov University Reports. Series Natural and Technical Sciences, 2015, vol. 20, no. 2, pp. 490–493 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Rubanik, V. V. Thermokinetic EMF under direct phase transformation / V. V. Rubanik, A. V. Lesota, V. V. Rubanik jr. // Materials Today: Proceedings. – 2017. – Vol. 4, N 3. – P. 4712–4716. DOI: 10.1016/j.matpr.2017.04.057</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Rubanik V. V., Lesota A. V., Rubanik V. V. jr. Thermokinetic EMF under direct phase transformation. Materials Today: Proceedings, 2017, vol. 4, no. 3, pp. 4712–4716. DOI: 10.1016/j.matpr.2017.04.057</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Resnina N., Belyaev S., Shelyakov F. Martensitic transformation in amorphous-crystalline Ti-Ni-Cu and Ti-Hf-Ni-Cu thin ribbons // The European Phys. J. – 2008. – Vol. 158, N 1. – P. 21–26. DOI: 10.1140/epjst/e2008-00648-4</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Resnina N., Belyaev S., Shelyakov F. Martensitic transformation in amorphous-crystalline Ti-Ni-Cu and Ti-Hf-Ni-Cu thin ribbons. The European Physical Journal Special Topics, 2008, vol. 158, no. 1, pp. 21–26. DOI: 10.1140/epjst/e2008-00648-4</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
