Unravelling atomistic mechanisms of martensitic transformations in shape-memory alloys
| Promotie: | L. (Lorenzo) la Rosa, MSc |
| Wanneer: | 08 april 2025 |
| Aanvang: | 16:15 |
| Promotors: | F. (Francesco) Maresca, Prof, A. (Antonis) Vakis, Prof |
| Waar: | Academiegebouw RUG |
| Faculteit: | Science and Engineering |
De atomaire mechanismen van Shape-Memory Alloys
Shape Memory Alloys (SMAs) herstellen grote vervormingen via omkeerbare martensitische transformaties, maar hun lange-termijn betrouwbaarheid wordt beperkt door functionele vermoeiing. In dit proefschrift onderzoekt Lorenzo la Rosa de atomistische mechanismen achter deze processen in NiTi met geavanceerde simulaties.
La Rosa toont allereerst aan dat de roosterparameters van austeniet en martensiet consistent blijven bij verschillende temperaturen en samenstellingen, wat leidt tot homogene microstructuren. Verder ontwikkelde hij een benchmarkmethode voor interatomaire potentialen, zodat simulaties correct de experimentele roosterparameters en theoretische voorspellingen reproduceren. Twinning speelt een cruciale rol in vormherstel, maar wordt niet volledig verklaard door kristallografische theorieën. La Rosa's resultaten tonen aan dat twinningselectie wordt gedreven door boundary-mobiliteit in plaats van thermodynamische factoren.
Type II twins bewegen athermisch via dislocaties, terwijl andere twinningmodi thermische activering vereisen. Om twinninginterfaces nauwkeurig te modelleren, ontwikkelde La Rosa een geavanceerde interatomaire potentiaal met de PACE-methode, die ab initio nauwkeurigheid bereikt. Dit verbetert voorspellingen van twinningboundary-energieën en propagatiemechanismen, wat essentieel is voor mesoschaalmodellering. Functionele vermoeiing wordt veroorzaakt door onomkeerbare vervorming door dislocatieactiviteit in de austenietfase. La Rosa introduceert een nieuwe hypothese over slipselectie in B2-fasen en combineert simulaties met experimenten om plastische vervorming beter te begrijpen.
Dit werk biedt fundamentele inzichten in twinning, slip en functionele vermoeiing, en levert een krachtig raamwerk voor het ontwerp van SMAs met verbeterde duurzaamheid en betrouwbaarheid in technische toepassingen.
Lorenzo la Rosa voerde zijn onderzoek uit bij het Engineering and Technology institute Groningen (ENTEG), afdeling Computational Mechanical and Materials Engineering. Hij vervolgt zijn loopbaan als postdoc bij de Rijksuniversiteit Groningen.