Ni-Ti-Hf高溫形狀記憶合金薄膜的制備與表征.pdf

1、本文通過直流磁控濺射和后續(xù)退火處理，制備了晶化的NiTiHf高溫形狀記憶合金薄膜。試驗(yàn)采用了X衍射分析儀（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）和能譜分析(EDS)、示差掃描熱分析儀（DSC）和透射電子顯微鏡（TEM）研究了NiTiHf高溫記憶合金薄膜的顯微組織結(jié)構(gòu)和馬氏體相變。
　　試驗(yàn)結(jié)果表明，濺射功率、濺射壓強(qiáng)和濺射時(shí)間對(duì)薄膜的成分有影響。其中濺射功率對(duì)成分的影響最為顯著。隨著濺射功率的升高，Ni含量隨之升高，成分變化幅度可達(dá)5

2、at.％；Ti含量保持穩(wěn)定，Hf含量則隨之下降。相比之下，濺射壓強(qiáng)和濺射時(shí)間對(duì)于薄膜的影響較小。薄膜的成分與靶材成分有著較大的差別，薄膜中Ni含量要高出靶材中的Ni含量約3～6at.%，并呈現(xiàn)貧Ti現(xiàn)象。獲得薄膜濺射的最佳工藝為：濺射功率150W，濺射壓強(qiáng)0.12Pa，濺射時(shí)間2h。此時(shí)采用Ni44Ti41Hf15合金靶，獲得了Ni含量在50at.%左右的NiTiHf高溫形狀記憶合金薄膜。
　　DSC研究發(fā)現(xiàn)，不同成分的NiTiH

3、f合金薄膜的晶化溫度不同。隨著 Ni含量的升高，薄膜的晶化溫度上升。經(jīng)計(jì)算可得，Ni54.94Ti31.38Hf13.68和Ni46.83Ti33.56Hf19.61薄膜的晶化激活能分別為348.79和315.67kJ/mol。經(jīng)合適的熱處理后，Ni46.60Ti33.70Hf19.70薄膜室溫下為馬氏體，并沒有出現(xiàn)明顯的析出相。
　　Ni46.83Ti33.56Hf19.61合金薄膜在退火溫度低于650℃時(shí)，DSC曲線出現(xiàn)多峰寬