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《nitizno复合智能薄膜的制备及性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、南京航空航天大学硕士学位论文摘要本文在全面总结智能材料的研究现状和未来发展趋势的基础上利用射频磁控溅射法制备NiTi/ZnO复合薄膜并利用XRDSEMEDSDMA台阶仪纳米压痕仪划痕仪等测试方法研究了复合薄膜的微观组织相结构化学成分力学与阻尼性能首先探讨了衬底温度溅射功率溅射气压等主要工艺参数对NiTi薄膜的微观组织相结构化学成分及力学性能的影响规律确定出制备薄膜相对优化的工艺参数在试验所研究的范围内沉积NiTi薄膜的优化工艺参数为衬底温度为500溅射功率为250W溅射气压为0.19PaAr气流量为10sccm靶
2、基距为50cm沉积时间为1h在溅射态NiTi薄膜主要呈非晶态经由衬底高温加热可直接得到晶化薄膜在此优化工艺参数下制备的NiTi薄膜弹性模量E为69.7GPa变形能效率ç为38.2%薄膜与基体的临界结合力为35.26N根据功能材料复合相乘理论结合NiTi薄膜的优化工艺参数制备出晶化且结构为Quartz/ZnO/NiTi及Quartz/NiTi/ZnO的复合薄膜对其表界面微观组织结构结晶特性进行了研究结果表明Quartz/ZnO/NiTi结构的复合薄膜表面非常平整致密层与层之间结合紧密由划痕仪测得两种结构下复合薄膜与
3、基体的临界结合力分别为45.75N和40.15N最后使用悬挂共振法分别研究了Quartz/NiTi与Quartz/ZnO/NiTi复合结构的阻尼性能随振动频率及振幅的变化规律比较了两者阻尼性能的差异结果表明Quartz/NiTi复合结构的频率响应范围在7Hz以内而Quartz/ZnO/NiTi复合结构的频率响应范围达到20Hz前者的临界外加激振力仅为0.6V后者的临界外加激振力达到1.0V阻尼性能测试表明Quartz/ZnO/NiTi复合结构的阻尼性能优于Quartz/NiTi复合结构且该复合薄膜较单层NiTi薄
4、膜与基体具有更大的结合力关键词智能薄膜射频磁控溅射NiTi薄膜NiTi/ZnO复合薄膜微观结构阻尼性能iNiTi/ZnO复合智能薄膜的制备及性能研究ABSTRACTInthisthesis,basedonthepresentstatusandfuturedevelopmentofintelligentmaterialsforMEMSapplications,NiTi/ZnOmultilayerfilmswerepreparedbyRFmagnetronsputteringprocess.Themicrostruc
5、ture,composition,mechanicalpropertiesanddampingcharacteristicsofthemultilayerfilmswereinvesitgatedbyXRD,SEM,EDS,DMA,NanoHardnessTesterandscratchtestmethods.Atfirst,theinfluencesofmainprocessingparametersofmagnetronsputtering,suchassubstratetemperature,inputpo
6、werandgaspressure,onthefilmthickness,microstructure,compositionandmechanicalpropertiesofNiTifilmswerethoroughlyinvestigated.TheoptimizeddepositionparametersofNiTifilmswereobtained,namelysubstratetemperature:500,inputpower:250W,gaspressure:0.19Pa,Arflowraterat
7、io:10sccm,distancebetweentargetandsubstrate:50cm,depositingtime:1h.ThecrystallizedNiTithinfilmscanbepreparedinsituanealingat500.ThevalueofelasticmodulusandtransmutationratiooftheNiTifilmspreparedwiththeseparametersare69.7GPaand38.2%,respectively,obtainedfromt
8、henanoindentationtests.ThecriticaladhesionforcesexistbetweentheNiTicoatingsandtheQuartzsubstratesis35.26N,basedontheanalysisofscratchtests.Secondly,bycombiningthecompositemultiplicationpr
