[發明專利]一種表面注入金屬元素的NiTi形狀記憶合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201010234874.5
• 申請日: 2010-07-21
• 公開（公告）號: CN101914757A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發明（設計）人: 李巖;趙婷婷;趙新青;徐惠彬
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: C23C14/48
• 分類號: C23C14/48;C23C14/16
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 官漢增

1.一種表面注入金屬元素的NiTi形狀記憶合金，其特征在于：在NiTi形狀記憶合金的表面注入金屬元素，表面形成一層納米復合氧化物薄膜，所述的納米復合氧化物薄膜由二氧化鈦和注入的金屬元素形成的氧化物組成。

2.根據權利要求1所述的表面注入金屬元素的NiTi形狀記憶合金，其特征在于：所述的金屬元素為Hf、Zr或Nb，元素的注入量為O.5×10¹⁷～2.5×10¹⁷個離子/cm²，形成的納米復合氧化物薄膜成分為HfO₂/TiO₂、ZrO₂/TiO₂或Nb₂O₅/TiO₂，厚度為60nm～100nm；納米復合氧化物薄膜中的Hf、Zr或Nb的元素含量隨納米復合氧化物薄膜的厚度服從高斯分布，并且高斯分布曲線上Hf、Zr或Nb的元素含量的最大值為9％～22％。

3.根據權利要求1所述的表面注入金屬元素的NiTi形狀記憶合金，其特征在于：所述的金屬元素為Hf，注入量為1.0×10¹⁷個離子/cm²，形成的納米復合氧化物薄膜成分為HfO₂/TiO₂，厚度為80nm。

4.根據權利要求1所述的表面注入金屬元素的NiTi形狀記憶合金，其特征在于：所述的金屬元素為Hf，注入量為2.5×10¹⁷個離子/cm²，形成的納米復合氧化物薄膜成分為HfO₂/TiO₂，厚度為80nm。

5.根據權利要求1所述的表面注入金屬元素的NiTi形狀記憶合金，其特征在于：所述的金屬元素為Zr，注入量為0.5×10¹⁷個離子/cm²，形成的納米復合氧化物薄膜成分為ZrO₂/TiO₂，厚度為60nm。

6.根據權利要求1所述的表面注入金屬元素的NiTi形狀記憶合金，其特征在于：所述的金屬元素為Zr，注入量為2.5×10¹⁷個離子/cm²，形成的納米復合氧化物薄膜成分為ZrO₂/TiO₂，厚度為100nm。

7.根據權利要求1所述的表面注入金屬元素的NiTi形狀記憶合金，其特征在于：所述的金屬元素為Nb，注入量為1.5×10¹⁷個離子/cm²，形成的納米復合氧化物薄膜成分為Nb₂O₅/TiO₂，厚度為100nm。

8.根據權利要求1所述的表面注入金屬元素的NiTi形狀記憶合金，其特征在于：所述的金屬元素為Nb，注入量為2.5×10¹⁷個離子/cm²，形成的納米復合氧化物薄膜成分為Nb₂O₅/TiO₂，厚度為90nm。

9.一種表面注入金屬元素的NiTi形狀記憶合金的制備方法，其特征在于：包括以下幾個步驟：

第一步：基體前處理

選取NiTi形狀記憶合金基體，經打磨、拋光后，分別用丙酮、無水乙醇和去離子水超聲清洗；

第二步：離子注入Hf、Zr或Nb

(A)將NiTi形狀記憶合金基體放入離子注入機中，設定真空度的壓力為1×10^-4Pa，電壓5～8KeV，濺射時間10～30min，進行氬離子濺射去除表面雜質；

(B)將氬離子處理后的NiTi形狀記憶合金基體在離子注入機中進行Hf、Zr或Nb注入，靶材選擇為Hf靶、Zr靶或Nb靶，純度均為99.99％以上，設定真空度的壓力為1×10^-4Pa，電壓為45KeV，電流1～4mA，注入15min～75min后完成，制得表面注入金屬元素的NiTi形狀記憶合金。

10.根據權利要求9所述的制備方法，其特征在于：所述的第一步中的NiTi形狀記憶合金基體為近等原子比的NiTi形狀記憶合金基體；所述的離子注入機為MEVVA?10，MEVVA?50或MEVVA?100型號離子注入機。