NiTiHfCu合金薄膜和薄帶的顯微組織與馬氏體相變.pdf

1、本文分別采用直流磁控濺射技術(shù)和熔體甩帶法制備了Ni-Ti-Hf-Cu合金薄膜和薄帶。采用掃描電子顯微分析(SEM)、原子力顯微分析(AFM)、示差掃描熱分析(DSC)、X射線衍射分析(XRD)和透射電子顯微分析(TEM)技術(shù)系統(tǒng)研究了Ni-Ti-Hf-Cu高溫形狀記憶合金薄膜和薄帶的表面特性、組織結(jié)構(gòu)與馬氏體相變及其影響因素。
　　研究表明，磁控濺射工藝對(duì)Ni-Ti-Hf-Cu合金薄膜的化學(xué)成分、厚度以及表面特性有較大影響。Ar氣

2、壓強(qiáng)增大，Ni的含量逐漸減少，Ti和Hf含量逐漸增加，Cu的含量保持不變；濺射時(shí)間延長，薄膜Ni含量逐漸增大，而Hf含量減少，Ti和Cu的含量基本不變；濺射功率對(duì)薄膜成分無明顯影響。薄膜的厚度隨濺射功率和濺射時(shí)間的增加而增大，但Ar氣壓強(qiáng)對(duì)薄膜厚度影響較小。薄膜表面粗糙度以及晶粒尺寸隨濺射功率的增加而增大，隨Ar氣壓強(qiáng)的增加先增大后減小。
　　磁控濺射制備的Ni-Ti-Hf-Cu合金薄膜為非晶態(tài)，晶化處理后室溫下為馬氏體相，并有少

3、量的(Ti，Hf，Cu)2Ni相析出。薄膜和薄帶的馬氏體的晶體結(jié)構(gòu)仍然是單斜B19′結(jié)構(gòu)，Cu含量對(duì)薄膜和薄帶晶格常數(shù)影響不大。隨著熱處理溫度的升高，薄帶內(nèi)發(fā)生晶粒重組，產(chǎn)生擇優(yōu)取向。
　　DSC測試結(jié)果表明，Ni-Ti-Hf-Cu合金薄膜和薄帶在冷卻和加熱過程中發(fā)生馬氏體相變及其逆相變。當(dāng)Cu含量小于3at.％，薄帶除發(fā)生B19′轉(zhuǎn)變外還發(fā)生了R相變。Cu的添加不僅減小了薄帶的B19′相變熱滯，更大幅降低了R相變熱滯。薄帶退火后