[發(fā)明專利]一種鎳銅鎵記憶合金膜的制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810307807.8
• 申請日: 2018-04-08
• 公開（公告）號: CN108517501A
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州諾弘添恒材料科技有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/14;C23C14/58;C22C19/03
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本發(fā)明公開了一種鎳銅鎵記憶合金膜的制備方法，該方法解決了現(xiàn)有Ni?Cu?Ga系列形狀記憶合金脆性大，強(qiáng)度低和恢復(fù)力小等問題，同時保證合金的馬氏體相變溫度不至于降得太低，使合金抵御不可恢復(fù)應(yīng)變的能力增強(qiáng)，從而提高了合金強(qiáng)度和恢復(fù)率；本發(fā)明采用磁控濺射的方法，并采用低溫軋制的手段，形成的稀土記憶合膜具有較高的屈服強(qiáng)度，使得膜表面均勻致密、膜基結(jié)合強(qiáng)度高、力學(xué)性能優(yōu)良。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及合金材料制造領(lǐng)域，具體涉及一種鎳銅鎵記憶合金膜的制備方法。

背景技術(shù)

形狀記憶合金（Shape Memory Alloy，SMA）是指經(jīng)過適當(dāng)變形后，在一定物理?xiàng)l件變化下能自動做功而恢復(fù)變形前形狀的合金。形狀記憶合金因其具有較高的可恢復(fù)性形變，已成為一種重要的功能材料，獲得了廣泛應(yīng)用。鎳鈦系形狀記憶具有記憶恢復(fù)原形、無磁性、耐磨耐蝕、耐高溫、無毒性的特點(diǎn)。不過，當(dāng)前的形狀記憶合金的屈服強(qiáng)度一般在700MPa以下。

Ni-Cu-Ga形狀記憶合金是一類新型智能鐵磁性形狀記憶材料，兼有熱彈性馬氏體相變和鐵磁性轉(zhuǎn)變，不但具有傳統(tǒng)形狀記憶合金受溫度場控制的形狀記憶效應(yīng)，而且還可在磁場作用下產(chǎn)生形狀記憶效應(yīng)。其磁控形狀記憶效應(yīng)的響應(yīng)頻率接近壓電陶瓷，輸出應(yīng)變接近傳統(tǒng)的溫控形狀記憶合金，是一種極具工程應(yīng)用前景的智能材料。因其獨(dú)特的特點(diǎn)使其在驅(qū)動器和傳感器方面也得以廣泛應(yīng)用。但是，Ni-Cu-Ga塊體材料尚存在脆性大、強(qiáng)度低和恢復(fù)力小等缺點(diǎn)，極大地限制了該材料的工程應(yīng)用及其發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種鎳銅鎵記憶合金膜的制備方法，該方法解決了現(xiàn)有Ni-Cu-Ga系列形狀記憶合金脆性大，強(qiáng)度低和恢復(fù)力小等問題，同時保證合金的馬氏體相變溫度不至于降得太低，使合金抵御不可恢復(fù)應(yīng)變的能力增強(qiáng)，從而提高了合金強(qiáng)度和恢復(fù)率；本發(fā)明采用磁控濺射的方法，并采用低溫軋制的手段，形成的稀土記憶合膜具有較高的屈服強(qiáng)度，使得膜表面均勻致密、膜基結(jié)合強(qiáng)度高、力學(xué)性能優(yōu)良。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種鎳銅鎵記憶合金膜的制備方法，該方法包括如下步驟：

（1）配料

按以下重量份配制混合粉

鎳粉 56-65份；

銅粉 25-32份；

鎵粉 9-12份

鏑粉 0.3-1.2份

將混合粉置于不銹鋼球磨罐中，注滿無水乙醇后密封，在行星式球磨機(jī)上球磨3-4h，球磨中采用的球料比為10∶1，球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為400-500r/min，之后，將球磨好的混合粉取出并置于濾紙上靜置6-8分鐘，得到原料粉；

（2）制備記憶合金靶材

上述原料粉熔煉，熔煉前抽真空到0.5×10^-3-2×10^-3Pa，再充入氦氣至2-5Pa，開始熔煉，控制熔煉功率在500-600kW之間。由于中頻感應(yīng)自身的熔煉原理，融化后的金屬液體就會在電磁場的作用下流動攪拌，當(dāng)被融化的金液體倒入模具中，得到試樣，待其冷卻取出；

將試樣經(jīng)線切割和機(jī)械拋光去除表面雜質(zhì)，清洗后封入真空度為10^-2-10^-1Pa的石英管中，在1050-1150℃的條件下保溫3-4h，再淬入冰水中得到記憶合金靶材；

（3）采用上述合金靶材，使用磁控濺射方法，在基體上形成薄膜狀的鈦鎳鈷記憶合金膜：

抽真空至10^-4Pa以上，充入氮?dú)猓缓笤俪檎婵罩?0^-4Pa，調(diào)整工作電壓為500V，濺射占空比65-68%，開始進(jìn)行濺射沉積，控制厚度為150-250μm得到薄膜狀的鈦鎳鈷記憶合金膜；