1 Национальный Исследовательский Технологический Университет Московский Институт Стали и Сплавов (НИТУ «МИСиС») Автор: Калинин Н.М., студент гр. ПМ-05-1 Руководитель: Головин И.С., проф., д.ф.-м.н. Программное обеспечение для анализа данных по неупругости материалов

2 Программа создана для решения следующих задач: Оптимизация сбора экспериментальных данных с установки DMA-Q800 и систематизация их по определенному признаку (частоте, нагреву, охлаждению и др.); Первичная обработка выбранных данных, включающая в себя возможность сглаживания, вычитания фона, выделения участков, представляющих интерес для анализа; Определение активационных параметров исследуемого релаксационного процесса: энергия активации ( Н ) и предэкспоненциальный член ( τ 0 ) в уравнении Аррениуса.

Интерфейс программы работает на русском и английском языках Русский English

4 Примеры работы программы: Обработка экспериментальной кривой по сплаву Cu (99,95%)Обработка экспериментальной кривой по сплаву Cu (99,95%) Обработка экспериментальной кривой по сплаву Fe-13%GaОбработка экспериментальной кривой по сплаву Fe-13%Ga Обработка экспериментальной кривой по стали 51CrV4Обработка экспериментальной кривой по стали 51CrV4

5 Пример 1. ТЗВТ Cu(99,95%), измерения на 6 частотах Temperature(°C) Tan Delta Добавлен фильтр по частоте Кривая ТЗВТ при нагреве и охлаждении на частоте 5 Гц Temperature(°C) Tan Delta Нагрев Охлаждение Убраны данные при охлаждении и повторном нагреве Кривая ТЗВТ только при нагреве Temperature(°C) Tan Delta Сглаживание по 25 точкам Сглаженная кривая ТЗВТ при нагреве Temperature(°C) Tan Delta Вычитание фона, определение параметров максимума Temperature(°C) Tan Delta 1 Вычитание фона2 Определение параметров максимума Определение параметров максимума по всем частотам Temperature(°C) Tan Delta Аналогично определяем параметры максимума для всех частот Определение значений энергии активации и предэкспоненциального члена уравнения Аррениуса ( ) Temperature(°C) Tan Delta 1/T (К -1 ) Ln(2πf) Полученные значения H = 1,35 эВ и τ 0 = 2,6× сек соответствуют зернограничной релаксации в меди На графике аррениусовской зависимости появилась первая экспериментальная точка Cu Нагрев 2

6 Пример 2. ТЗВТ стали Fe-13Ga, измерения на 4 частотах Temperature(°C) Tan Delta Добавлен фильтр по частоте Кривая ТЗВТ при нагреве и охлаждении на частоте 0,5 Гц Temperature(°C) Tan Delta Нагрев Охлаждение Убраны данные при охлаждении Кривая ТЗВТ только при нагреве Temperature(°C) Tan Delta Сглаживание по 25 точкам Сглаженная кривая ТЗВТ при нагреве Temperature(°C) Tan Delta Рассмотрим подробнее высокотемпературный пик Вычитание фона, определение параметров максимума Temperature(°C) Tan Delta 1 Вычитание фона2 Определение параметров максимума Определение параметров максимума по всем частотам Temperature(°C) Tan Delta Аналогично определяем параметры максимума для всех частот Определение значений энергии активации и предэкспоненциального члена уравнения Аррениуса ( ) Temperature(°C) Tan Delta Получены значения H = 2,09 эВ τ 0 = 5,0× сек 1/T (К -1 ) Ln(2πf) На графике аррениусовской зависимости появилась первая точка Fe-13Ga

7 Пример 3. ТЗВТ стали 51CrV4, измерения на 6 частотах Temperature(°C) Tan Delta Добавлен фильтр по частоте Кривая ТЗВТ при нагреве и охлаждении на частоте 0,5 Гц Temperature(°C) Tan Delta Нагрев Охлаждение Убраны данные при охлаждении Кривая ТЗВТ только при нагреве Temperature(°C) Tan Delta Вычитание фона, определение параметров максимума Temperature(°C) Tan Delta 1 Вычитание фона2 Определение параметров максимума На графике Аррениусовской зависимости появилась первая точка Определение параметров максимума по всем частотам Temperature(°C) Tan Delta Аналогично определяем параметры максимума для всех частот Определение значений энергии активации и предэкспоненциального члена уравнения Аррениуса ( ) Temperature(°C) Tan Delta Сглаживание по 25 точкам Сглаженная кривая ТЗВТ при нагреве Temperature(°C) Tan Delta Получены значения H = 1,44 эВ τ 0 = 9,3× сек 1/T (К -1 ) Ln(2πf) 51CrV4

8 Полученный результат может быть сохранен в виде.txt – документа, а кривая – в виде документа.xls Программа полностью совместима с существующим на кафедре ФМ программным обеспечением по анализу сложных релаксационных максимумов

9 Полученные оригинальные данные могут быть сопоставлены с литературными Экспериментальные данные Литературные данные Cu(99,95%) H = 128 кДж/моль τ 0 = 4,3× сек H = 132 кДж/моль τ 0 – N/A Fe-13Ga H = 201 кДж/моль τ 0 = 5,0× сек Данные отсутствуют 51CrV4 H = 139 кДж/моль τ 0 = 9,3× сек Н = 136 кДж/моль τ 0 = 7× сек

10 Программа позволяет провести экспресс-обработку экспериментальных данных и рассчитать параметры термически активированного релаксационного процесса. Сопоставить результаты с литературными данными можно при помощи программы Поисковая система по базе данных неупругих эффектов в металлических материалах Третяк-Головин

11 Программа разработана и зарегистрирована на кафедре Физического Материаловедения Института Новых Материалов и Нанотехнологий НИТУ МИСиС , Москва, Ленинский пр., д.4, 4 этаж Контактное лицо – проф. И.С. Головин Программа работает на русском и английском языках