HECZKO, M. Počítačové modelování hranic dvojčatění ve slitinách s tvarovou pamětí [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2020.

Posudek vedoucího

Zelený, Martin

Cílem diplomové práce bylo teoretické studium slitiny Ni-Mn-Ga, která vykazuje magnetickou tvarovou paměť. Konkrétně se práce zabývala smykovou deformací související s pohybem hranic dvojčatění v martensitické fázi této slitiny. Ke studiu byly použity ab initio výpočty založené na teorii funkcionálu hustoty, s jejichž pomocí byly pro slitiny s různým složením spočteny smykové moduly pružnosti, energie a napětí podél smykových deformačních drah a energie rovinných chyb související s pohybem dvojčatových dislokací. Po stručném úvodu následuje teoretická část, která ve své první kapitole shrnuje problematiku slitin s tvarovou pamětí a problematiku pohybu hranic dvojčatění s důrazem na studovanou slitinu Ni-Mn-Ga. Další teoretická kapitola je věnována použitým metodám pro ab initio výpočty studovaných materiálových charakteristik. Čtvrtá kapitola této práce je věnována popisu konkrétních modelů studovaných slitin a smykových deformačních drah použitých v této práci. Pátá a šestá kapitola jsou věnovány dosaženým výsledkům a jejich diskuzi. Dosažené výsledky jsou pak ještě stručně shrnuty v závěru práce. Hlavním závěrem práce je poznatek, že všechny studované charakteristiky (smykový modul pružnosti, energetická bariéra podél smykové deformační dráhy i energie rovinné chyby) jsou negativně ovlivněny zvyšující se koncentrací Mn ve slitině, což vede ke snížení mobility hranic dvojčatění a tedy k potlačení jevu magnetické tvarové paměti. Celkově obsah práce působí velice uceleným dojmem a výstižně popisuje řešenou problematiku. Po jazykové stránce je tato práce také na velice dobré úrovni. Drobné výhrady by mohli být ke grafické stránce, ale nejedná se o žádná zásadní pochybení. Během řešení student dále rozvinul svoje znalosti, které získal už během řešení bakalářské práce a prokázal vysokou kvalifikaci k provádění výpočtu elektronové struktury. V průběhu řešení student projevoval vlastní iniciativu a přistupoval velice aktivně ke všem úkolům. Závěrem konstatuji, že vypracovaná práce dosáhla všech vytčených cílů. Práce tedy splňuje všechny požadavky jak z hlediska rozsahu a kvality dosažených výsledků, tak i z hlediska způsobu jejich zpracováni a prezentace. Je zde také velký potenciál pro další rozvinutí dosažených výsledků, například v rámci doktorské práce. Z těchto důvodů doporučuji práci přijmout k obhajobě a hodnotit ji známkou ,,A" (výborně).

Posudek oponenta

Pokluda, Jaroslav

Diplomová práce se zabývá teoretickým studiem dvojčatění slitin s magnetickou tvarovou pamětí na bázi Ni2MnGa při užití výpočtů elektronové struktury z prvních principů (ab initio). Je rozdělena do sedmi kapitol, na závěr je uvedena použitá literatura a seznam použitých symbolů. Cílem práce byla ab initio simulace strukturních změn stechiometrické slitiny Ni2MnGa i vybraných nestechiometricých slitin NiMnGa s různým obsahem manganu (na úkor galia) v důsledku dvojčatění, která byla realizovaná aplikací smykové deformace na ideální mřížku martensitu. Dále byl plánován výpočet energie rovinné chyby, deformačního napětí a studium vlivu složení slitiny na proces dvojčatění. Úvod práce je věnován základním informacím o materiálech s tvarovou pamětí, slitině Ni2MnGa a ab initio výpočtům. Druhá kapitola podává stručnou, ale výstižnou rešerši fyzikálních vlastností, krystalografie a dvojčatových hranic magnetických slitin s tvarovou pamětí se zaměřením na slitiny NiMnGa. Ve třetí kapitole je základní popis ab initio metod výpočtu elektronové struktury a mechanických vlastností se zaměřením na transformace souřadnic, modul pružnosti a energii rovinné chyby. Ve čtvrté kapitole jsou uvedeny použité postupy a numerické parametry výpočtů. Pátá kapitola uvádí výsledky výpočtů, tj. totální energie smykových drah, změny mřížkových parametrů, průběhy napětí při smyku a energii rovinné chyby pro tři studované slitiny. V šesté kapitole je diskuse získaných výsledků a poslední kapitolou je Závěr. Práce je zpracována pečlivě, na velmi dobré vědecké i formální úrovni a přináší originální výsledky, které bezpochyby potvrzují splnění cílů práce. Zejména se ukázalo, že s rostoucí koncentrací manganu dochází k nárůstu hodnot smykového modulu a energetických bariér, což způsobuje pokles mobility hranic dvojčatění ve slitinách s vysokým obsahem manganu a tedy omezení mechanizmu jejich tvarové paměti. Použitá literatura je dostatečně rozsáhlá a svědčí o několikaleté vědecké přípravě autora práce v návaznosti na výsledky práce bakalářské. K práci mám řadu víceméně formálních připomínek a několik dotazů. Připomínky 1. Abstrakt a dále: – stav napjatosti. Jde o pleonasmus, lépe je stav napětí nebo jen napjatost. 2. s. 15 a dále: – použití stejného symbolu a v poměrech e/a (počet valenčních elektronů na atom) a c/a (poměr mřížkových parametrů) je matoucí. 3. s. 18: - nesplnění Von Misesovy podmínky pěti nezávislých skluzových systémů neznamená, že není možný pohyb dislokací bez tepelné aktivace. Znamená to pouze, že v polykrystalech je plastická deformace dislokačním skluzem možná jen za zvýšených teplot. V monokrystalech je naopak možná i za teplot nízkých; - obě dislokace (a/3)[112] a (a/6)[11-1] jsou parciální - nikoliv jenom ta pohyblivá, jak se z textu nabízí. 4. s. 45: - označení složek tenzoru napětí „složkami napjatosti nebo složkami tenzoru napjatosti“ je terminologicky nevhodné; - přechod od jednoindexového (Voigtova) značení tenzoru napětí na s. 27 ke dvojindexovému na s. 45 se jeví jako zbytečné. 5. Obecně: - chybí názorné zavedení systému mřížkových vektorů a, b, c a souřadného systému 1, 2, 3 ke krystalografickým strukturám; - kromě hodnot energie v jednotkách eV/A2 je vhodné uvádět i hodnoty v J/m2 pro snadnější srovnání s literaturou. Závěr: Předložená diplomová práce je na velmi dobré vědecké i formální úrovni a přináší originální výsledky, které potvrzují splnění cílů práce. Z těchto důvodů ji plně doporučuji k obhajobě. V Brně 9. 7. 2020 prof. RNDr. Jaroslav Pokluda, CSc., ÚFI FSI VUT Brno posuzovatel

eVSKP id 124451