形状记忆合金薄膜微驱动器过程准可控研究

研究了形状记忆合金(SMA)驱动器的过程不可控及过程准可控输出特性,给出了此类驱动器实 现过程准可控的设计思想——单元互联,及其可控输出位移值与互联单元的一般性关系:对于 n个具有双程形状记忆效应的单元互联而成的SMA驱动器,有2n个可控位移输出. 对一类基于单元互联实现变力夹持的SMA薄膜微夹持器进行了理论探讨.

Ti-Ni形状记忆合金薄膜的研究进展

综述了Ti-Ni形状记忆合金(SMA)薄膜的制备、特性及应用的研究现状。介绍了影响Ti-Ni SMA薄膜性能的相关因素及磁控溅射和熔体快淬两种Ti-Ni基SMA薄膜的制备方法,论述了Ti-Ni基SMA薄膜在微机电系统中的应用。最后,指出了Ti-Ni SMA薄膜存在的问题及今后的研究方向。

60keV质子辐照对TiNi记忆合金薄膜马氏体相变的影响

利用磁控溅射的方法在氧化后的单晶Si基片上制备了TiNi形状记忆合金薄膜,利用示差扫描量热法和原位X射线衍射研究了薄膜的马氏体相变特征。通过60keV质子注入(辐照)薄膜样品研究了H+离子对合金薄膜马氏体相变特征的影响,结果表明氢离子注入后引起了马氏体相变开始Ms和结束点Mf以及逆马氏体相变开始As和结束温度Af的下降,而对R相变开始Rs和结束温度Rf影响不大。掠入射X射线衍射表明H+离子注入后有氢化物形成。H+离子注入形成的氢化物是引起相变点的变化的主要因素。

TiNi基形状记忆合金薄膜的相变特征研究

利用磁控溅射的方法在单晶S i和非晶S iO2基片上制备了TiN i和TiN iCu形状记忆合金薄膜,并利用示差扫描量热法和基片曲率法研究了薄膜的相变特征及应力随温度的变化。研究结果表明450℃溅射形成的记忆合金薄膜具有良好的形状记忆效应,在微电子机械系统有很好的应用前景。TiN i薄膜降温时出现R相变,因而发生两步相变,而TiN iCu薄膜中马氏体和奥氏体间直接转变。基片以及薄膜成份对相变点有很大的影响。单晶S i片作为基片时,记忆合金薄膜和基片间有很好的结合力,而S iO2作为基片时,记忆合金薄膜容易剥落。

溅射态原位加热NiTi形状记忆合金薄膜的结构性能研究

研究了原位加热溅射的NiTi形状记忆合金薄膜的结构,讨论了制备工艺及织构对薄膜相变特征的影响,采用电阻法及X射线衍射分析了薄膜的结构及相变过程,确定了最适合于微器件的溅射工艺。结果发现:溅射时采用原位加热可直接获得具有织构的晶化薄膜,提高溅射功率将使薄膜的相变温度升高。

TiNi和TiNiCu记忆合金薄膜的温度记忆效应研究

在形状记忆合金的相变过程中,如果温度升至TS后停止升温,并降温至马氏体相变结束温度Mf以下,则在下一次完全相变循环中出现动力学停顿,而这一动力学停止温度点与上次的停止温度密切相关,这一现象被称为温度记忆效应。该文通过示差扫描量热法对TiNi和TiNiCu合金薄膜进行一次或连续几次不完全相变,系统地研究了温度记忆效应。结果表明,不仅温度记忆效应是形状记忆合金固有现象,而且温度记忆效应与马氏体变体间的弹性能及母相和马氏体相之间的共格应变密切相关。

形状记忆合金薄膜在微机电系统中的应用

形状记忆合金 (SMA)薄膜因其特有的形状记忆合金效应、超弹性行为以及薄膜材料所特有的优越性能 ,而在微机电系统中的微驱动器和微传感器方面极具应用潜力。本文主要介绍了以TiNi基合金为主的形状记忆合金薄膜在微驱动器和微传感器上的国内外应用性研究现状 ,并展望了其未来的发展趋势。

NiTi形状记忆合金薄膜中的相变

NiNi形状记忆合金薄膜是从块体状形状记忆合金中发展起来的一种新型功能薄膜材料 ,它具有不完全类同于块体状形状记忆合金的相变行为与记忆效应 本文综述了薄膜制备条件、化学成份、热处理工艺及循环条件对这种薄膜的组织结构 ,尤其是主体相变行为和脱溶分解行为的影响 .表明上述因素的影响相当复杂 。

Ni-Ti形状记忆合金薄膜的研究和应用

Ni-n形状记忆合金(SMA)薄膜由于其尺寸小输出功大,是一种有诱人前景的微机械材料。本文主要介绍了Ni-Ti形状记忆合金薄膜的马氏体相变、时效稳定性、R相变、退火对相变温度的影响、力学性能以及最近的应用。

Ni-Ti形状记忆合金薄膜的最新研究

Ni—Ti形状记忆合金(SMA)薄膜由于其尺寸小输出功大，是一种具有诱人前景的微机械材料。主要介绍了Ni—Ti薄膜的马氏体相变及时效稳定性、力学性能。并介绍了其最新的应用研究。

形状记忆合金薄膜单轴拉伸行为的数值模拟

基于文献中报道的实验研究结果,利用Liang-Rogers模型对NiTi记忆合金薄膜等温单轴拉伸时的应力-应变曲线进行了模拟,并讨论了薄膜材料组分含量及温度对其拉伸性能的影响。通过模拟结果与实验测试结果的比较发现,除模拟得到的相变区间稍宽外,模拟曲线与实验测试曲线基本一致,表明Liang-Rogers模型可用于粗略地预测记忆合金薄膜的单轴拉伸行为。

MEMS领域中形状记忆合金薄膜的研究与进展

总结了近年来微机电系统(MEMS)领域中,Ti-Ni形状记忆合金(SMA)薄膜的制备与微加工工艺、形状记忆性能、加工性能、防腐耐磨性能及力学性能的研究进展,由此提出了MEMS领域中,SMA薄膜的使用要求和研究方向。

NiTi形状记忆合金薄膜的相结构

采用直流磁控溅射法制备了NiTi形状记忆合金薄膜,采用一步法对NiTi薄膜进行晶化热处理以使其获得形状记忆效应,研究了成分和晶化热处理对NiTi薄膜相结构的影响.结果表明,等原子比膜和富钛膜经相同晶化热处理后,相结构明显不同,前者相结构主要为B2相,后者则为B2+M相;且等原子比膜经过不同温度的晶化热处理后,随着温度的升高,M相和第二相也相应增多.

TiNi形状记忆合金薄膜马氏体稳定化研究

采用DSC法研究了TiNi合金薄膜变形后的相变行为及影响机制,结果表明:变形导致TiNi薄膜马氏体发生稳定化现象,即TiNi薄膜第一次逆相变滞后,逆相变温度升高.但马氏体稳定化现象在经过一次完全相变循环后消失,且马氏体相变温度降低.变形引起TiNi合金薄膜相变行为的变化与马氏体变体储存的弹性应变能和相变不可逆能变化相关.

单晶NiTi形状记忆合金薄膜的纳米压痕循环变形分子动力学模拟

采用第二近邻修正型嵌入原子势的分子动力学方法模拟了单晶NiTi形状记忆合金薄膜的纳米压痕循环变形行为,重点讨论了温度对微观结构演化的影响.为了进一步揭示单晶NiTi形状记忆合金薄膜的塑性变形机制,分析了压痕中涉及的马氏体相变、位错、无序结构和弹性恢复系数的影响.模拟结果表明,不同温度下(350K、450K、550K)载荷位移曲线出现陡降的临界载荷不同,这主要与位错的形核相关.升高温度可以促进位错的形核及滑移,导致抵抗塑性变形能力的降低.另外,超弹性循环变形在一定的周次后可以达到稳定,塑性变形和晶体结构演化之间存在关联.纳米压痕残余变形的累积起源于位错滑移、孪生变形、残余马氏体相的累积和无序结构塑性.

Ti70-xTa15Zr15Fex(x=0.3、0.6、1.0)形状记忆合金薄膜的马氏体相变与阻尼行为

采用磁控溅射制备Ti70-xTa15Zr15Fex(x=0.3、0.6、1.0,原子分数,%)合金薄膜,通过XRD、TEM、弯曲法和动态热机械分析研究Fe元素含量对合金薄膜组织结构、马氏体相变、力学性能和阻尼特性的影响。结果表明,Ti70-xTa15Zr15Fex(x=0.3、0.6、1.0)合金薄膜在室温下为母相与马氏体相共存,逆马氏体相变开始温度高于100℃,具有双程记忆效应。添加Fe元素可以提高薄膜的塑性和强度,延伸率可达到12.8%(x=1.0)。薄膜在升温降温过程中均可观察到较高的弛豫型内耗峰,当Fe含量为1.0%时,弛豫内耗峰最大值可达到0.116。

形状记忆合金薄膜

形状记忆合金（SMAs，Shape Memory Alloys）是一种在经过严重变形后能够通过加热恢复原来形状的材料。这种材料具有很多优良的特性，如具有高力体积比，这使它在受热或冷却时能够产生很大的应变力，另外它还具有超弹力、高阻尼、良好的耐化学腐蚀性和生物兼容性等性能。SMAs的这些独特的性能引起了人们对它作为智能和功能材料应用潜能的极大关注。

记忆合金/Si复合膜驱动性能的力学建模与仿真

在考虑记忆合金材料非线性的基础上,按照材料力学的方法联立静力学、变形几何及物理的三者关系,建立了热载荷作用下记忆合金薄膜与Si基底相互耦合作用的力学模型.通过对一个完整的热循环过程中NiTi记忆合金/Si复合膜驱动性能的模拟和讨论,结果表明,由于相变的作用,以Si为基底的记忆合金薄膜能在较窄的温度范围内产生大的驱动力及位移.通过对不同厚度比情况下复合膜最大挠度的研究发现,随着Si基底与记忆合金薄膜厚度比的增大,复合膜的最大挠度逐渐减小;当两者厚度比大于5时,本模型对记忆合金/Si复合膜驱动性能的描述和预测更精确.