Ni-Ti-Cu-V四元薄膜库中微观结构和相变的组合合成和高通量表征

过去70年来,基于Ni-Ti的形状记忆合金(shape memory alloy,SMA)已得到广泛使用,但是提高其功能稳定性仍然是实现更稳健和更高级应用的关键.SMA因其能够通过可逆的马氏体转变来保持加工后的形状而得名,它对成分的变化非常敏感.因此,用三元和四元元素合金化来微调SMA的晶格参数和热滞,成为材料研究中的一个难题.组合材料科学允许从多种表征技术中简化合成过程和数据管理.本研究采用磁控溅射的方法,在热氧化的硅晶片上制备了具有成分分布的Ni-Ti-Cu-V薄膜库.使用高通量波长色散光谱、同步加速器X射线衍射和温度相关的电阻,测量研究并确定了成分相关的相变温度和微观结构.在材料库的177种成分中,有32种成分具有形状记忆效应,其中5种成分具有零或接近零的热滞效应.应用中,这些合金成分在给定工作温度范围内提供了选择的灵活性.结合薄膜库的局部微观结构和组成,讨论了四元体系的相图和功能特性的相关性.