擴(kuò)散工藝制備TiNi薄膜和Ti-Ni擴(kuò)散偶及Ti-Ni系互擴(kuò)散行為的研究.pdf

1、TiNi形狀記憶合金和純鈦由于其優(yōu)良的性能而受到廣泛關(guān)注，尤其是 TiNi合金薄膜由于具有形狀記憶功能而廣泛的應(yīng)用于微驅(qū)動(dòng)行業(yè)，而純鈦則多被作為重要構(gòu)件應(yīng)用于航天航空領(lǐng)域和核能領(lǐng)域，其中鈦與其它部分(不銹鋼)的連接主要以純鎳作為中間層。因此為了獲得低成本的TiNi薄膜和進(jìn)一步分析影響Ti/Ni互擴(kuò)散的因素，本文通過擴(kuò)散工藝制備TiNi薄膜和Ti/Ni擴(kuò)散偶，并重分析了Ti-Ni之間的互擴(kuò)散行為。
　　首先，利用三明治結(jié)構(gòu)的Ni/T

2、i/Ni薄膜作為原材料，通過真空擴(kuò)散的方式來制備均勻的TiNi薄膜。其中Ni/Ti/Ni薄膜是通過化學(xué)鍍的方式獲得的，這種方法的成本要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于磁控濺射的成本。本實(shí)驗(yàn)主要通過控制擴(kuò)散溫度和擴(kuò)散時(shí)間來制備TiNi薄膜，結(jié)果表明在1173K經(jīng)歷4h擴(kuò)散可以獲得了均勻的TiNi薄膜。同時(shí)，我們對(duì)擴(kuò)散界面的界面能和化合物吉布斯自由能進(jìn)行了計(jì)算，并結(jié)合計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)分析了Ti-Ni擴(kuò)散系中三種典型的化合物的生成順序，結(jié)果為 Ti2Ni和TiNi3的

3、形核早于TiNi，而Ti2Ni和TiNi3幾乎同時(shí)形核。
　　同時(shí)又以純 Ti和純 Ni為原材料，通過熱壓工藝制備 Ti/Ni擴(kuò)散偶，嚴(yán)格控制熱壓過程中影響Ti/Ni擴(kuò)散偶形成的因素，包括擴(kuò)散溫度(1023K，1073k和1123K)，擴(kuò)散時(shí)間(30min，60min和90min)，熱壓壓強(qiáng)(5MPa，10MPa，15MPa和20MPa)，和表面粗糙度(用280?；?000＃砂紙打磨，或用0.05μm硅乳膠顆粒拋光)。分析了擴(kuò)散初