直流磁控濺射TiNiCu薄膜的制備與組織性能研究.pdf

1、本文系統(tǒng)地分析了直流磁控濺射工藝參數(shù)對(duì)薄膜質(zhì)量的影響,優(yōu)化了濺射工藝參數(shù),制備了Cu原子百分比分別為0、5、9的TiNiCu薄膜;優(yōu)化了薄膜的退火工藝,系統(tǒng)地研究了薄膜的相變點(diǎn)及相變滯后。通過(guò)制備薄膜及對(duì)薄膜的組織性能的研究,目的是獲得快速響應(yīng)的形狀記憶合金薄膜,該種薄膜就是做驅(qū)動(dòng)或傳感元器件的理想材料。本論文運(yùn)用掃描電子顯微鏡（SEM）及透射電子顯微鏡（TEM）對(duì)薄膜的表面形貌、表面質(zhì)量、組織結(jié)構(gòu)及成分進(jìn)行分析;用DSC對(duì)薄膜的晶化溫

2、區(qū)、相變溫度及相變滯后測(cè)定分析;采用連續(xù)加熱及室溫X射線衍射對(duì)薄膜的晶化溫區(qū)與薄膜的室溫組織結(jié)構(gòu)予以確認(rèn)分析;結(jié)果發(fā)現(xiàn):（1）用FJL520型高真空磁控與離子束復(fù)合濺射儀制備薄膜的工藝,其技術(shù)穩(wěn)定可靠;優(yōu)化的濺射工藝參數(shù):背底真空度1.0×10-3Pa;Ar氣流量25Sccm;靶基距65mm;工作氣壓0.6Pa;濺射功率150W;在優(yōu)化濺射工藝條件下能保證薄膜成分與沉積速率的穩(wěn)定性,其沉積速率為0.75nm/s;（2）在較低基片溫度下制

3、備的濺射態(tài)薄膜為非晶無(wú)序結(jié)構(gòu),無(wú)形狀記憶性能;晶化溫度以上退火,薄膜由非晶轉(zhuǎn)化為晶態(tài)結(jié)構(gòu),薄膜結(jié)構(gòu)趨于致密。隨著退火溫度進(jìn)一步升高,晶粒粗化,薄膜的表面不再光滑致密;薄膜的優(yōu)化退火工藝: TiNi薄膜550℃×0.5h;TiNiCu5和TiNiCu9薄膜650℃×0.5h;（3）優(yōu)化工藝退火后薄膜的室溫組織:TiNi薄膜:R相、析出相TiNi3及殘留的B2相;TiNiCu5薄膜:B2、B19’及析出相Ti（NiCu）2;TiNiCu9薄