Ni-Ti系合金薄膜磁控濺射制備工藝及特性研究.pdf

1、本文采用直流磁控濺射法分別在玻璃和單晶硅(100)基體上沉積Ni—Ti形狀記憶合金薄膜；在玻璃襯底上分別用單靶和雙靶沉積了Ni—Ti—Hf—Cu形狀記憶合金薄膜，測定了制得薄膜的表面特性、組織結(jié)構(gòu)與馬氏體相變等。 對Ni—Ti合金薄膜的測試和分析表明，薄膜被部分氧化，薄膜中的Ti含量高于靶材。X射線衍射分析顯示濺射得到的薄膜都是非晶態(tài)的，經(jīng)過4.0×10-4Pa，在600℃保溫1h后爐冷的晶化處理后，薄膜中析出單晶態(tài)的Ni3Ti

2、2相，在隨后的DSC試驗(yàn)中未發(fā)現(xiàn)明顯的相變點(diǎn)。對制備的合金薄膜進(jìn)行形貌觀察，結(jié)果表明基體溫度對所制備薄膜的組織形態(tài)有影響。 對雙靶制備的Ni—Ti—Hf—Cu形狀記憶合金薄膜的表面形貌進(jìn)行觀察，并建立評價(jià)模型進(jìn)行質(zhì)量評價(jià)，確定了雙靶制膜的最佳工藝。在SEM下觀察Ni—Ti—Hf—Cu形狀記憶合會(huì)薄膜的斷面形貌，并對不同參數(shù)條件下的薄膜厚度進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)薄膜厚度隨濺射功率或?yàn)R射時(shí)間的增加而增加，隨Ar氣壓的變化不明顯。隨濺射功率的

3、增加，薄膜中的濺射顆粒增大，成膜速度加快，晶化處理后用原子力顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)其表面粗糙度也隨之增加。而隨Ar氣壓的增加，表面粗糙度則呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。隨濺射功率的增大，薄膜的四種元素含量變化不大；隨Ar氣壓的增大，Ni的含量呈先減少后趨于穩(wěn)定的趨勢，其它元素的含量變化均不明顯；隨濺射時(shí)間的延長，薄膜的Ni含量呈逐漸增多的趨勢，而Hf呈逐漸減少的趨勢。 采用磁控濺射方法制備的Ni—Ti—Hf—Cu形狀記憶合金薄膜為非晶態(tài)，晶化