[發明專利]利用形狀記憶合金表面浮凸實現薄膜拉伸彈性應變的方法

有效

• 申請號: 201310000764.6
• 申請日: 2013-01-04
• 公開（公告）號: CN103045828A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 張利強;崔立山;邵陽;姜大強;楊峰;杜敏疏;郭云鵬;郭方敏
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: C21D6/04
• 分類號: C21D6/04;C21D1/26;C23C14/28;C23C14/08
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 姚亮

1.一種利用形狀記憶合金表面浮凸實現納米薄膜拉伸彈性應變的方法，其包括以下步驟：

在形狀記憶合金襯底的表面進行沉積得到納米薄膜，然后對帶有納米薄膜的形狀記憶合金襯底進行低溫深冷處理使所述形狀記憶合金襯底發生馬氏體相變，表面形成浮凸褶皺，從而使納米薄膜產生拉伸彈性應變。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述形狀記憶合金為FeNiCoTi形狀記憶合金。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其中，所述形狀記憶合金襯底是通過以下步驟制備的：

根據Fe∶Ni∶Co∶Ti＝55∶31∶10∶4的重量比選取純度在99.9wt.％以上的單質鐵、單質鎳、單質鈷和單質鈦；

將單質鐵、單質鎳、單質鈷和單質鈦放入真空度高于10^-1Pa或惰性氣體保護的熔煉爐中，熔煉成FeNiCoTi形狀記憶合金材料，得到鑄錠；

在真空度高于10^-1Pa的真空中或惰性氣體保護中在800-1050℃對鑄錠進行均勻化退火5-60h；

將退火后的鑄錠進行冷軋和950℃再結晶退火，得到直徑為10-15mm的棒材；

將棒材經過1100-1300℃熱處理10-30min后，進行水淬火；

將經過水淬火的棒材切成1-3mm厚的薄片，經過打磨拋光得到所述形狀記憶合金襯底。

4.根據權利要求1或2所述的方法，其中，所述納米薄膜為ZnO、TiO₂、CuO、Cu₂O或Co₃O₄納米薄膜。

5.根據權利要求1或4所述的方法，其中，所述沉積是通過脈沖激光沉積進行的。

6.根據權利要求5所述的方法，其中，所述沉積包括以下步驟：

將納米薄膜的陶瓷靶放入脈沖激光沉積裝置的生長室中，保持陶瓷靶與襯底的距離為4.5cm；

將生長室真空度抽至10^-3Pa以下，保持形狀記憶合金襯底在室溫或者將形狀記憶合金襯底加熱升溫到300-600℃，生長室內通入O₂，控制生長室內的壓強為0.001-100Pa；

開啟激光器，使激光束聚焦到陶瓷靶的靶面燒蝕靶材，在形狀記憶合金襯底表面沉積得到納米薄膜，激光能量為340mJ，頻率為5Hz。

7.根據權利要求1或6所述的方法，其中，所述低溫深冷處理是指：

將帶有納米薄膜的形狀記憶合金樣品置于冷卻液中保持1-3分鐘，使所述形狀記憶合金襯底發生馬氏體相變，形成浮凸褶皺，從而使納米薄膜產生拉伸彈性應變。

8.根據權利要求7所述的方法，其中，所述冷卻液為液氮或液氮與乙醇的混合物，冷卻溫度為-30℃至-120℃。

9.一種具有拉伸彈性應變的納米薄膜，其是通過權利要求1-8任一項所述的方法制備的。