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NiTi形状记忆合金薄膜的相变行为研究

NiTi形状记忆合金薄膜是迄今微机械领域中有发展前景的微驱动器材料之一,具有突出的形状记忆性能,是唯一具有单程、双程、全程精确形状记忆效应的薄膜材料,也是一种大应力、应变、高单位功密度、宽功率范围的材料。研究之将有助于最终揭示形状记忆的奥秘;开发之将推动微电子机械系统的发展。形状记忆的关键在于热弹性马氏体相变,以NiTi形状记忆合金薄膜作为微驱动器元件,须首先明确NiTi薄膜在各种因素影响下(如热处理和受力状态)相变行为特点,为提高NiTi形状记忆合金薄膜微驱动器元件的性能稳定性提供可参考的实验依据;NiTi形状记忆合金薄膜用于微驱动器元件时,对相变温度有严格限定,而相变温度又直接受热处理条件,也即晶化行为的影响,故研究在各种热力学条件下的相变行为具有理论和实际方面的意义; NiTi形状记忆合金薄膜微驱动器元件在使用中受力变形,使薄膜产生形变硬化效应;应力还将诱发马氏体相变,进而改变马氏体相变温度,直接影响微驱动器元件的性能稳定  (本文共157页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连理工大学
大连理工大学

TiNi形状记忆合金薄膜显微结构及相变行为研究

TiNi形状记忆合金薄膜被认为是目前微机械领域中较有发展前景的一种大应力、应变和高单位功密度的微驱动器材料,对它的研究和开发必将推动微电子机械系统的发展,为人类探索和操作微观世界提供一种有效的工具。本文从微驱动材料TiNi薄膜的相变行为对微驱动器性能影响出发,采用电阻法、DSC、XRD、TEM等手段,研究了TiNi非晶薄膜晶化过程、热处理、热循环以及预变形等对TiNi薄膜相变行为的影响。此外,从压电陶瓷/形状记忆合金复合膜具有大应变高响应频率特性出发,对复合膜的制备工艺进行了初步研究,主要结论如下:1.磁控溅射方法制备的TiNi非晶薄膜必须在450℃以上进行晶化处理,晶化过程伴随有电阻的异常变化;电阻法比DSC法能更精确的反映TiNi非晶薄膜晶化过程显微结构的变化。2.随热处理温度升高,Ti_(51)Ni_(49)薄膜R相变温度变化不大,而马氏体相变温度升高,R相变和马氏体相变热滞增大;Ti_(49.4)Ni_(50.6)薄膜R...  (本文共142页) 本文目录 | 阅读全文>>

上海交通大学
上海交通大学

磁控溅射制备NiTi基形状记忆合金薄膜及性能研究

NiTi形状记忆合金薄膜在MEMS(微机电系统)领域有着广泛的应用前景,水的吸附会显著降低使用效果,构造纳米级粗糙表面是实现疏水的常用方法。本文研究了原位和镀后热处理两种方式对NiTi薄膜相组成、表面形貌和疏水性能的影响。原位热处理和镀后热处理相比,薄膜晶化所需温度较低,其中原位热处理晶化所需温度为400℃,低于镀后热处理晶化所需的600℃。在相组成上,原位热处理的NiTi薄膜含有奥氏体相、马氏体相和Ni_4Ti_3相。镀后热处理NiTi薄膜有奥氏体相、Ni_4Ti_3相,且Ni_4Ti_3相含量高于原位热处理薄膜,阻碍了马氏体相的生成,使得原位热处理NiTi薄膜的表面粗糙度较大。原位热处理的NiTi薄膜随着热处理温度的提高,表面粗糙度逐渐增加,与水的接触角逐渐增大,600°C原位热处理薄膜的接触角达到了123.5°,在NiTi薄膜中疏水性能最好;镀后热处理的NiTi薄膜随着热处理温度的提高,表面粗糙度和疏水性变化较小。加入三元...  (本文共75页) 本文目录 | 阅读全文>>

《International Journal of Minerals Metallurgy and Materials》2019年12期
International Journal of Minerals Metallurgy and Materials

Experimental investigation of the cyclic degradation of the one-way shape memory effect of NiTi alloys

Based on stress-and strain-controlled cyclic tension-unloading-heat-cooling tests, cyclic degradation of the one-way shape memory effect(OWSME) of NiTi shape memory alloys(SMAs) was investigated. It was seen, in thermo-mechanical coupled cyclic tests, that residual strain after each cycle accumulated, but the martensite reorientation stress and dissipation energy-per-cycle decreased as the numb...  (本文共12页) 阅读全文>>

《Acta Metallurgica Sinica(English Letters)》2020年03期
Acta Metallurgica Sinica(English Letters)

Effect of Ni Interlayer on Cavitation Erosion Resistance of NiTi Cladding by Tungsten Inert Gas(TIG)Surfacing Process

The NiTi cladding with/without Ni interlayer was prepared on stainless steel(SS) by tungsten inert gas(TIG) surfacing process,aiming at achieving good cavitation erosion resistance.The ranking according to the cavitation erosion resistance is NiTi plate NiTi-Ni-TIG cladding NiTi-TIG cladding SS.The better cavitation erosion resistanc...  (本文共10页) 阅读全文>>

《稀有金属材料与工程》2020年03期
稀有金属材料与工程

限空间自蔓延法制备多孔NiTi合金及性能表征

以Ti粉和Ni粉为原料,对粉末进行预处理后,采用限空间自蔓延工艺制备多孔NiTi合金,对合金的孔隙结构、物相和超弹性等性能进行表征,进一步通过体外细胞毒性试验(MTT法)评价合金的生物安全性能。结果表明:粉末未进行预处理时,难以获得孔隙结构理想的多孔合金。对粉末进行适当的预处理后...  (本文共6页) 阅读全文>>

《复合材料学报》2019年03期
复合材料学报

Mg/NiTi复合材料的制备及阻尼性能

采用Mg粉的无压熔渗法制备Mg/NiTi复合材料以提高多孔NiTi合金的强度和阻尼性能。通过OM、SEM、EDS和XRD分析Mg/NiTi复合材料的显微组织结构,采用压缩实验分析其抗压强度、吸能能力,采用热机械分析仪分析其内耗和存储模量。结果表明:经Mg粉无压熔渗后,多孔NiTi合金的孔隙被Mg填充,其孔隙率由原来的50.38%下降至5.6%,且Mg与NiTi合金的...  (本文共7页) 阅读全文>>