Ni56Fe17Ga27-xCox合金的组织结构与马氏体相变

采用光学显微镜、X射线衍射分析及差示扫描量热法系统研究了Co含量对Ni56Fe17Ga27-xCox合金组织结构和马氏体相变的影响.结果表明,室温下铸态Ni56Fe17Ga27-xCox合金显微组织由马氏体和γ相两相组成,γ相随Co含量增加而增多, Ni56Fe17Ga21Co6合金中γ相的体积百分含量达到70%.马氏体相为单斜6M结构.试验合金冷却和加热过程中发生一步马氏体相变及其逆转变,相变温度(Ms、As)随Co含量增加而升高.     

磁控溅射Cu-W薄膜的组织与结构

采用双靶磁控溅射共沉积方法制备Cu-W薄膜,其微观结构及形貌通过XRD、TEM和SEM方法测试,结果表明,Cu-W薄膜是由Cu固溶于W或W固溶于Cu的亚稳态固溶体组成,且随着W含量的增加,Cu-W薄膜依次形成面心立方fee结构的Cu基亚稳固溶体、fee和bee结构固溶体的双相区以及体心立方bee结构的W基亚稳固溶体,晶粒尺寸随溶质原子含量的增加而减小.这些亚稳固溶体的形成是由于溅射出的原子动能足以克服Cu、W固溶所需的混合热.以及溅射过程中粒子的纳米化和成膜过程中引入的大量缺陷造成的.     

磁控溅射沉积铀薄膜组织结构研究

采用扫描透射电镜 (STEM) ,研究了铝上磁控溅射沉积铀薄膜的形貌、组织、结构以及铀薄膜的生长模型。结果表明 :磁控溅射沉积铀薄膜是由微晶和非晶态两态组成 ,属层状 岛状生长模型。     

磁控溅射法制备铁磁形状记忆合金Ni—Mn—Ga薄膜的力学性能研究

Ni-Mn-Ga是一种磁致伸缩材料、它兼具形状记忆效应和磁致伸缩效应等多种功能特点,具有响应频率高,变相量大的优点.而PbZrTiO3(PZT)是一种压电陶瓷,具有力-电转换的功能,而且也具有较高的响应频率.为实现磁-力-电的快速转换,本文使用ECR磁控溅射方法在PZT压电陶瓷片上制备出了Ni-Mn-Ga薄膜.并研究了不同溅射功率和热处理条件对薄膜的组织形貌、成分、表面粗糙度及薄膜硬度的影响.SEM断面形貌显示Ni-Mn-Ga薄膜为柱状生长模式;AFM三维形貌显示Ni-Mn-Ga薄膜生长致密,表面粗糙度随着溅射功率的增大而增大;Ni-Mn-Ga薄膜的硬度和弹性模量随退火温度的升高而增大.     

磁控溅射制备SiC薄膜的高温热稳定性

采用磁控溅射方法在Si基底上制备SiC薄膜,研究了SiC薄膜经不同温度和气氛条件高温退火前后结构、成份的变化.结果表明,薄膜主要以非晶为主,由Si-C键,C-C键和少量Si的氧化物杂质组成;在真空条件下经高温退火后,薄膜C-C键的含量减少,而Si-C键的含量增加,真空退火有利于SiC的形成;在800℃空气中退火后,薄膜表面生成一层致密的SiO2薄层,阻止了氧气与薄膜内部深层的接触,有效保护了内部的SiC.在空气条件下,SiC薄膜在800℃具有较好的热稳定性.     

不同相结构Ti_(33)Al_(67)靶材磁控溅射薄膜对比研究

采用磁控溅射的方法,选用化学成分相同而相结构完全不同的两种靶材在硬质合金基体上沉积薄膜,使用X射线衍射、扫描电镜、X射线能谱仪和压痕法分别测量了薄膜的相结构、表面形貌、薄膜的化学成分和薄膜与基体的结合力,结果表明,未合金化靶材中Al和Ti在溅射过程中部分发生了化合反应生成了Al2Ti相,但还有密排六方的Ti相存在,未合金化靶材薄膜的晶粒大于合金化靶材薄膜的晶粒,薄膜结合强度优于合金化靶材薄膜。本文认为两种靶材的薄膜在沉积过程中生长机理不同,未合金化靶材薄膜与基体有很好的润湿性,以层状结构生长,而合金化靶薄膜与基体的润湿性差,岛状生长倾向明显。     

镶嵌靶磁控溅射Cu-W薄膜的结构与力学性能

为研究W含量对Cu-W薄膜的结构与力学性能的影响,用磁控溅射工艺制备Cu-W薄膜,靶材为镶嵌组合型。薄膜的成份、结构、表面形貌分别选用能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和高分辨透射电镜(HRTEM)、扫描电镜(SEM)及原子力显微镜(AFM)进行表征。薄膜屈服强度σ_0.2和裂纹萌生临界应变ε_c、弹性模量E及显微硬度H分别用微小力测试系统和纳米压痕仪进行测试。结果表明,调整W靶的面积占比即可控制薄膜成分,当W靶的面积占比从5%增至25%时,Cu-W薄膜的W含量(原子分数)从2.30%逐渐提高到15.10%,且薄膜中存在fcc Cu(W)亚稳准固溶体。随W含量的增加,Cu-W薄膜的平均晶粒尺寸从28 nm逐渐减小至18 nm,准固溶度从1.30%(原子分数)W逐渐增至9.50%W,薄膜的表面光洁度提高。随W含量的增加,Cu-W薄膜的屈服强度σ_0.2和显微硬度H提高较为明显,弹性模量E稍有增加,而裂纹萌生临界应变ε_c则减小。Cu-15.10%W薄膜具有最小的平均晶粒尺寸和最高的表面光洁度,其屈服强度...     

磁控溅射Fe-N薄膜的结构和性能

研究了氮流量对磁控溅射Ｆｅ－Ｎ薄膜的磁性和结构的影响．加氮薄膜的软磁性能明显优于纯铁的．当氮的流量为１．０ｍＬ·ｍｉｎ~（－１）时,矫顽力 Ｈ_ｃ达到最小值２０５Ａ／ｍ．当氮流量为０．８ｍＬ·ｍｉｎ_（－１）时,饱和磁化强度达到Ｍ_ｓ＝２．３６Ｔ．在 Ｆｅ－Ｎ薄膜中未发现γ’－Ｆｅ４Ｎ和 α”－Ｆｅ１６Ｎ２．     

磁控溅射W_(1-x)Ti_xN薄膜的结构与摩擦学性能研究

采用双靶反应磁控溅射的方法,通过改变基体相对于靶材的位置制备了一系列不同化学成分的W1-xTixN薄膜。用X射线衍射仪,扫描电子显微镜,能量散色谱等检测手段对薄膜的表面状态,化学成分以及结构等进行了表征,采用UMT-3型多功能摩擦磨损试验机,在室温、大气环境、无润滑的条件下对不同成分WTiN薄膜的摩擦学性能进行了评价。试验结果表明:薄膜的化学成分伴随着位置的改变在W0.80Ti0.20N和W0.18Ti0.82N的范围内发生变化;在经历了800℃,1 h的退火以后不同位置制备的薄膜先后出现了TiN,TiN0.6O0.4,W2N,W等多种物相结构;随着Ti含量的增加,薄膜的纳米硬度最高可达29.8 GPa,弹性模量最高可达277.5 GPa。一系列摩擦数据显示x=0.52的薄膜在所制备的WTiN薄膜体系中拥有最佳的摩擦学性能。     

直流磁控溅射Ni49.54Mn29.59Ga20.87磁驱动记忆合金薄膜的XPS研究

采用直流磁控溅射技术沉积了Ni49.54Mn29.59Ga20.87磁驱动形状记忆合金薄膜.XRD结果表明,Ni49.54Mn29.59Ga20.87薄膜室温下为5层调制型结构马氏体.X射线光电子能谱(XPS)分析表明,放置于空气中2个月的沉积态薄膜表面吸附少量氧和碳杂质.随Ar 刻蚀深度的增加,表面C杂质易被剥蚀掉,而部分氧杂质以MnO状态存在;Ni、Mn、Ga元素含量由薄膜表面向内层逐渐增加,化学价由正价向零价转变.     

Ti-Ni-Gd形状记忆合金的马氏体相变

采用电弧炉制备了添加不同Gd含量的Ti-Ni-Gd三元合金,利用DSC、X射线衍射仪研究了重稀土元素Gd对Ti-50.7Ni合金的马氏体相变的影响.结果表明添加重稀土元素Gd后,Gd含量不超过2%(原子分数)时,淬火态的Ti-Ni-Gd三元合金中分别发生两步马氏体相变,Gd含量为10%(原子分数)时,合金中发生了一步马氏体相变,同时稀土元素Gd的加入能明显提高Ti-Ni合金的相变温度.Ti-Ni-Gd合金中马氏体仍为B19'单斜结构,而且马氏体的点阵参数随Gd的加入发生明显变化,晶胞产生畸变.     

Ar工作压强对磁控溅射Ni-Mn-Ga铁磁形状记忆薄膜成分的影响

采用直流磁控溅射技术在单晶硅衬底上沉积Ni-Mn-Ga铁磁性形状记忆薄膜.试验结果表明,Ar工作压强对Ni-Mn-Ga薄膜化学成分有显著影响.Ni含量随Ar工作压强的升高呈先增加后减少的趋势,Mn含量呈先减少后增加的趋势,Ga含量几乎呈线性减少的趋势.随Ar工作压强的升高,薄膜的e/a值逐渐增大,薄膜的相变温度逐渐升高,室温下可以获得具有四方结构马氏体相的Ni-Mn-Ga薄膜.     

Martensitic transformation and shape memory properties of Ti-Ta-Sn high temperature shape memory alloys

The effects of Ta and Sn contents on the martensitic transformation temperature, crystal structure and thermal stability of Ti-Ta-Sn alloys are investigated in order to develop novel high temperature shape memory alloys. The martensitic transformation temperature significantly decreases by aging or thermal cycling due to the formation of ω phase in the Ti-Ta binary alloys. The addition of Sn is effective for suppressing the formation of ω phase and improves stability of shape memory effect during thermal cycling. The amount of Sn content necessary for suppressing aging effect increases with decreasing Ta content. High martensitic transformation temperature with good thermal stability can be achieved by adjustment of the Ta and Sn contents. Furthermore, the addition of Sn as a substitute of Ta with keeping the transformation temperature same increases the transformation strain in the Ti-Ta-Sn alloys. A Ti-20Ta-3.5Sn alloy reveals stable shape memory effect with a martensitic transformation start temperature about 440 K and a larger recovery strain when compared with a Ti-Ta binary alloy showing similar martensitic transformation temperature.     

Phase transformation in NiTiHf shape memory alloy thin films

In the present study, amorphous NiTiHf thin films with different compositions were deposited on silicon wafers by using D.C. magnetron sputtering. Crystallization and martensitic transformation characteristics were studied. Crystallization temperatures and activation energy increased with increasing Hf content. The addition of Hf caused larger atomic size mismatch and stronger interactions among constituent elements, thus, increasing the thermal stability of amorphous thin films. With increasing annealing temperature or Hf content, martensitic transformation temperature increased. The results imply that NiTiHf thin films may be used as the potential candidates for high temperature applications in microactuators.     

形状记忆合金薄膜在微机电系统中的应用

形状记忆合金（SMA）薄膜因其特有的形状记忆合金效应，超弹性行为以及薄膜材料所特有的优越性能，而在微机电系统中的微驱动器和微传感器方面极具应用潜力，本文主要介绍了以TiNi基合金为主的形状记忆合金薄膜在微驱动器和微传感器上的国内外应用性研究现状，并展望了其未来的发展趋势。     

磁控溅射Ni-Mn-Ga磁驱动记忆薄膜的组织结构与成分研究

利用射频磁控溅射技术成功地在Si衬底上沉积Ni Mn Ga 薄膜,并采用XRD、SEM、AFM 及EMPA系统研究Ni Mn Ga薄膜的晶体学结构、断面形貌、表面形貌、成分及其影响规律。结果表明,经823K退火1h Ni Mn Ga薄膜完全晶化,室温下呈L21型体心立方结构;断面形貌揭示Ni Mn Ga 薄膜呈柱状结构。Ni Mn Ga薄膜的表面粗糙度随溅射功率和溅射时间的增加而增大;Ni Mn Ga薄膜中Ga的含量受溅射功率影响较大, Ni 的含量受溅射时间影响较大。     

Extremely high pitting resistance of NiTi shape memory alloy thin film in simulated body fluids

In this paper the corrosion behavior of NiTi thin films fabricated by sputtering from Ni and Ti targets has been studied by cyclic potentiodynamic polarization tests in Hank's and Ringer's solution at 310 K. For comparison, bulk NiTi Shape Memory Alloy (SMA) has also been studied to elucidate the different corrosion behavior of bulk and thin film material. The electrochemical experiments reveal that thin film NiTi SMA has comparable corrosion current density (i_corr), much higher pitting corrosion potentials and wider passive range than the bulk NiTi. We show that NiTi SMA vapour deposited thin films are less susceptible to pitting corrosion than the bulk.     

NiTi形状记忆合金薄膜的制备及形变特性

研究了适用于微器件的溅射态NiTi形状记忆合金薄膜.讨论了溅射工艺及织构对薄膜结构和相变特征的影响.利用薄膜热相变特性制成了微驱动器,观察并分析了该器件的形变特性.结果表明:原位加热溅射可以获得具有织构的晶化薄膜;用该薄膜制备的驱动器回复率为0.76%.