Розділ 2, 3). Показано, що довгохвильові теплові фонони індукують флуктуації деформацій та напружень. Короткохвильові фонони не впливають на переорієнтацію двійників, тому що локальні деформації, які спричиняють такі фонони в двійнику, різні за знаком і компенсують одна одну. Хвильовий вектор фононів, що дає внесок в ефективні напруження і мікро деформації лімітується максимальним значенням, , де ?0 - порядок подвоєної ширини двійника . Напруження індуковані довгохвильовими термічними фононами та середня швидкість його зміни
, . (10)
Отримане співвідношення вказує на сильну залежність середнього значення флуктуацій від товщини двійника та температури. Формула (10) визначає дуже мале значення ефективного термічно індукованого напруження для . Базуючись на експериментальних результатах з визначення типових товщин двійників в 5М структурі на різних структурних рівнях , в моделі з рівняння (10) показано, що термічні фонони практично не впливають на двійники з товщиною . В той час як на двійники з з діє термічне напруження , яке можна порівняти з напруженнями, які спричиняють перерозподіл двійникових варіантів, що спостерігалось експериментально. З огляду на ієрархію двійникової структури в досліджених мартенситах саме мікродвійники відповідальні за деформацію з плином часу в стаціонарних умовах.
Запропоновані теоретичні моделі дають пояснення причини довготривалості деформацій в сталому магнітному полі, але не розкривають всіх особливостей в кінетиці деформації в сталому полі, особливо стосовно впливу напрямку магнітного поля. Тому головна увага в дослідженні структурних змін, які обумовлюють магнітний крип, була приділена дослідженню безпосередньо в магнітному полі дифракційними методами саме впливу кристалографічного напрямку.
На базі отриманих результатів експериментальних досліджень дифракційними методами в магнітному полі виявлено основні структурні закономірності, які в значній мірі розкривають природу деформацій в фіксованому магнітному полі. Так експериментально встановлено [1], що збільшення з часом долі мартенситного варіанту зорієнтованого віссю легкої намагніченості [0 0 1]гцк до магнітного поля є незначним, сформований внаслідок переорієнтації двійникових варіантів структурний стан є відносно стабільним після дії магнітного поля. При напрямку магнітного поля [001]гцт чи [100] гцт деформація обумовлена перерозподілом об'ємної долі двійникових варіантів, які вже існували в кристалі до дії магнітного поля. Часова залежність деформації обумовлена доланням двійниковими границями сил пінінгу, обумовленими дефектами структури, неоднорідностями тощо. По зсуву дифракційних рефлексів типу (0 0 l) (l=2, 4, 6) при експозиції в магнітному полі встановлено, що магнітне поле спричиняє пружну деформацію в (0 0 l) орієнтованих доменах. Положення рефлексів типу (h 0 0)гцк лишаються незмінними в межах похибки. Це підтверджує базову тезу про особливості мікронапруженного стану в магнітному полі, яке взято за основу в статистичній моделі [24] (Рис. 11).
Рис. 20. Поява і збільшення долі нового двійникового домену (Т2) при часовій експозиції в магнітному полі за даними рентгенівського текстурного аналізу. Центральні фрагменти тримірних полюсних фігур (022.) Зовсім інша ситуація відбувається в разі напрямку магнітного поля паралельно [0 1 1]гцк. В цьому випадку виникає (активується) нова двійникова система, доля якої зростає з плином часу (Т2 на Рис.20) [13]. Результати оптичної мікроскопії в магнітному полі [26, 27] (Рис.21) підтвердили такий механізм деформації для <011>гцт напрямків, як і для деяких випадкових орієнтацій, в яких можуть активуватися нові системи двійникування, або виникати і розповсюджуватись новий мартенситний варіант (в випадках коли до магнітного поля додано механічні напруження). Новий двійниковий домен містить тонкі двійники, які розповсюджуються як цілісна система (Рис. 21) [27]. Стара система, що також містить тонкі двійники, являє собою бар'єри для нової на додаток до дефектів, які блокують границі в загальному випадку. Деформація при <110>гцт напрямку магнітного поля розвивається дуже повільно з часом знаходження у полі, але швидко зникає після дії поля [26]. Перетинання нових та старих двійників може приводити до появи тріщин, які спостерігалися експериментально.
(а)
(б)Рис. 21. Еволюція структури мартенситу монокристалу №15 в магнітному полі Н=0,3Т, яке відхилене від [101] на 150. Оптична мікроскопія: (а) 0.37 години в магнітному полі; (б) 17 години в полі.
Мартенсит демонструє особливу поведінку в разі напрямку магнітного поля [010]гцт. (Рис.22). Поверхня кристалу до дії магнітного поля відповідає майже моноваріантному стану з орієнтацією (040)гцк.
Рис.22. Експериментальні ?-2? дифрактограми (фрагменти) рентгенівського дослідження впливу магнітного поля при кімнатній температурі: (a) до дії магнітного поля; (б) під час дії магнітного поля H=0,25T на протязі 22 годин. Поле спрямовано перпендикулярно (010) поверхні кристалу.Після прикладання магнітного поля інтенсивність (040)гцк піку різко зменшується, але не за рахунок переорієнтації (040)гцк та (004)гцк варіантів. При такому напрямку магнітного поля не має двійників з віссю легкого намагнічення орієнтованих до магнітного поля. Натомість з'являються нові піки, які не можливо проіндексувати в гцт наближенні, яке прийнято в літературі з магнітної пам'яті форми. Нові рефлекси належать 5M модульованій кристалічній гратці і відповідають (2 8 0) 5M та (2 12 0) 5M орієнтаціям 5М структури (Рис.2). З плином часу інтенсивність цих орієнтацій повільно збільшується (Рис.20), в той час інтенсивність пику (2 10 0) 5M (якій відповідає (040) в гцт апроксимації) зменшується, що відображає зменшення цієї первинній орієнтації в поверхні кристалу з експозицією в сталому магнітному полі. Досліджено еволюцію (2 8 0) 5M + (2 12 0)5M + (2 10 0) 5M орієнтацій мартенситної структури після дії магнітного поля. Встановлено, що після тривалої витримки в магнітному полі структура релаксує дуже повільно