[發(fā)明專利]一種基于鍍層與熱擴(kuò)散退火制備TiNi形狀記憶合金箔材的方法

有效

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• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112877620B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 左舜貴;許鐸;孫家麟
• 申請（專利權(quán)）人: 鎮(zhèn)江柏思智能材料科技有限公司
• 主分類號: C23C14/16
• 分類號: C23C14/16
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳建和

本發(fā)明公開了基于鍍鎳與熱擴(kuò)散退火制備TiNi形狀記憶合金箔材的方法，以純鈦箔材為基底，在上面鍍以純鎳，或純鎳箔材為基底，在上面鍍鈦；再在真空或者惰性氣體保護(hù)環(huán)境下進(jìn)行熱擴(kuò)散退火，最后形成鈦鎳形狀記憶合金箔材。所述純鈦或純鎳箔材基底的厚度在0.001毫米～0.2毫米之間。本發(fā)明提供的TiNi形狀記憶合金箔材制備方法通過控制鍍鎳層與鈦箔基底的厚度比以控制最終的TiNi合金成分，具有工藝簡單，成分控制方便的優(yōu)點(diǎn)，較好地解決了當(dāng)前生產(chǎn)超薄TiNi形狀記憶合金箔材面臨的合金冷軋性能差，熱軋時又會讓合金箔材表面氧化的難題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及形狀記憶合金制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種TiNi形狀記憶合金箔材的制備方法。用該方法制備的TiNi形狀記憶合金箔材具有生產(chǎn)工藝簡單，成分控制方便的優(yōu)點(diǎn)。

背景技術(shù)

形狀記憶合金具有超彈性、形狀記憶效應(yīng)與阻尼三大特性，當(dāng)形狀記憶合金的厚度降低到一定程度時，形狀記憶合金的柔性進(jìn)一步提升，使其在柔性電子器件、微機(jī)電執(zhí)行器件、醫(yī)療器械、鋰電池基底及外包材料等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。目前綜合性能最優(yōu)異的形狀記憶合金為TiNi形狀記憶合金，但TiNi基形狀記憶合金冷加工性能差，通過熱軋又會面臨表面氧化的問題，當(dāng)箔材厚度降低到100微米以下時，表面氧化對箔材柔性、彎曲疲勞性能的影響尤其嚴(yán)重，這也是制約TiNi基形狀記憶合金超薄箔材制備的關(guān)鍵問題。目前國內(nèi)能夠獲得的商用TiNi基形狀記憶合金箔材最低厚度在80微米左右，并且成分局限于有限的幾個成分。如何通過成本低廉的方式制備厚度更薄、成分易于調(diào)控的TiNi基形狀記憶合金箔材是拓寬形狀記憶合金在柔性電子器件、微型機(jī)電系統(tǒng)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，克服上述TiNi形狀記憶合金超薄箔材制備領(lǐng)域存在的上述問題，提供一種TiNi形狀記憶合金箔材的制備方法，用于解決TiNi形狀記憶合金箔材冷軋困難，熱軋易氧化以及成分調(diào)控不便的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種基于鍍鎳與熱擴(kuò)散退火制備TiNi形狀記憶合金箔材的方法，以純鈦箔材為基底，在上面鍍以純鎳，或純鎳箔材為基底，在上面鍍鈦；再在真空或者惰性氣體保護(hù)環(huán)境下進(jìn)行熱擴(kuò)散退火，最后形成鈦鎳形狀記憶合金箔材。

所述純鈦或純鎳箔材基底的厚度在0.001毫米～0.2毫米之間。

或以純鎳箔材為基底，在上面鍍鈦，主要步驟為：對純鈦(純鎳)箔材進(jìn)行表面預(yù)處理→在純鈦(純鎳)箔材基底上鍍鎳(鈦)→真空或惰性氣體保護(hù)環(huán)境下的熱擴(kuò)散退火。熱擴(kuò)散退火可以形成TiNi形狀記憶合金，再進(jìn)行軋制形成箔材。

所述對純鈦或純鎳箔材進(jìn)行表面預(yù)處理(清潔處理)，一般包括去油、酸洗、活化三個主要步驟。活化也可以省略。

所述去油處理采用化學(xué)除油方法。

優(yōu)選地，所述化學(xué)除油在超聲波清洗器中進(jìn)行，除油液為NaOH和Na₂CO₃的混合溶液。

所述酸洗處理采用氫氟酸、硝酸與水的混合溶液。

優(yōu)選地，所述混合溶液的體積比為HF∶HNO₃∶H₂O＝1∶2∶10。

所述活化處理所采用的溶液為合氟溶液。

所述鍍鎳(鈦)處理可以是電化學(xué)沉積鍍鎳(鈦)，也可以是物理氣相沉積鍍鎳(鈦)，所述物理氣相沉積法可以是磁控濺射鍍膜、離子鍍膜、也包括CVD、粉末金屬覆蓋、真空蒸發(fā)、離子束鍍等。優(yōu)選地，所述物理氣相沉積鍍鎳采用磁控濺射方法。