PDF《！＂#＂ 合金薄膜厚度对相变温度影响的 $ 射线光电子能谱分...》

!"#" 合金薄膜厚度对相变温度影响的 $ 射线光电子能谱分析! 李永华!) " 孟繁玲!) #) $ 刘常升%) 郑伟涛#) 王煜明#) !) (哈尔滨工程大学理学院, 水下智能机器人技术国防科技重点实验室, 哈尔滨 !&'''!) #) (吉林大学材料科学系, 汽车材料教育部重点实验室, 长春 !%''!#) %) (东北大学材料与冶金学院, 沈阳 !!'''() (#'') 年#月#& 日收到;

#'') 年*月#% 日收到修改稿) 采用 + 射线衍射和 + 射线光电子能谱实验手段对不同厚度的 ,-.

- 薄膜相变温度的变化进行了分析/结果表明 在相同衬底温度和退火条件下, %!

0 厚度的薄膜晶化温度高于 !)!

0 厚度的薄膜/ 衬底温度越高, 薄膜越易晶化, 退火后薄膜奥氏体相转变温度

12 越低/薄膜的表面有 .-3# 氧化层形成, 氧化层阻止了 ,- 原子渗出;

膜与基片的界 面存在 .-# 3% 和,-3/由于表面和界面氧化层的存在, 不同厚度的薄膜内层的厚度也不同, 因而薄膜越薄, ,- 原子的 含量就越高/,- 原子的含量的不同会影响薄膜的相变温度/ 关键词:,-.- 合金薄膜,+ 射线衍射,相变,+ 射线光电子能谱 %&'':4%5'6,5!!',)!%'7 !哈尔滨工程大学科研启动金 (批准号: 89: 、 国家博士后科学基金 (批准号: #''5'%*'(%#) 和黑龙江省博士后科研启动资助金 (批 准号: ?')!#%) 资助的课题/ " 通讯联系人/ 9>0@-A: BCDEFG@A-#''!H B@FCC/ IC0/ ID $ 通讯联系人/ 9>0@-A: JA0KDE#''!H B@FCC/ IC0/ ID !L 前言近年来, ,-.- 形状记忆合金薄膜在微机电领域 的应用越来越广泛, 而形状记忆合金薄膜的应用主 要是对其相变行为的利用/ 许多研究者越来越关注 ,-.- 合金相变的机理性研究 [!―%] / ,-.- 薄膜的制备 条件和热处理工艺都影响薄膜的马氏体相变温度/ 有报道称 [(―4] , 时效处理导致相变过程的复杂化, 衬 底温度影响薄膜的晶化温度及马氏体相变温度 [), *] / 本研究采用 + 射线光电子能谱 (+MN) 和+射线衍射 (+O6) 手段, 对不同衬底温度、 材质溅射的薄膜计算 表面和界面的原子含量和结合能;

观察不同厚度的 ,-.- 薄膜在相同的热处理条件下的 +O6 图, 讨论不 同衬底温度和热处理条件下对薄膜的表面和界面上 的原子相互扩散情况;

对薄膜厚度影响其相变温度 的机理进行探讨/ #L 样品制备 以磁控溅射法将 ,-.- 薄膜沉积在单面抛光的 (!!!) 单晶 N- 和纯PG 基片上, 基片表面尺寸为!'

00 Q !' 00, 靶材为近等原子比的 ,-.- 合金/ 溅 射工艺参数如下: 衬底与靶间距为 5& 00;

本底真空 度优于

5 Q !'R ( M@;

1S 气压强为 ( Q !'R # M@, 1S 气的 纯度为 **L**&T;

衬底温度分别为 %'', &4% 和54% 7;

溅射电流为 'L) 1;

溅射时间分别为 #' 2, %' 0-D 和%F/最终得到的膜厚大约是 %' D0, %!

0 和!)! 0, 经能谱仪分析得到薄膜的原子含量是 .->&!L'5T ,-, 即溅射得到的是富 ,- 的,-.- 合金薄膜/ 对溅射 的薄膜进行热处理, 在真空炉的真空度优于 ( Q !'R ( M@ 的条件下, 分别将样品在 4&%

7 退火 ! F, 45%

7 退火 ! F 和*#%

7 退火 'L& F, 升温速度和降温速度 不大于 #'' UVF/ 用6)6166N 型+O6 仪, 对晶化处 理过的样品分组进行测试;

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