Actuating Bimorph Microstructures with Magnetron-Sputtered Ti-Ni-Cu Shape Memory Alloy Films

材料科学 微观结构 溅射沉积 复合材料 形状记忆合金 差示扫描量热法 单斜晶系 无扩散变换 合金 正交晶系 扫描电子显微镜 纳米压头 溅射 Kapton 体积分数 冶金 薄膜 纳米压痕 马氏体 结晶学 纳米技术 晶体结构 化学 物理 图层(电子) 热力学 聚酰亚胺
作者
Vlad Bolocan,Dragoș Dumitru Vâlsan,Aurel Ercuţa,Corneliu Marius Crăciunescu
出处
期刊:Nanomaterials [Multidisciplinary Digital Publishing Institute]
卷期号:12 (23): 4207-4207 被引量:2
标识
DOI:10.3390/nano12234207
摘要

The generation of microactuation using narrow thermal hysteresis Ti-Ni-Cu shape-memory alloy films deposited on non-metallic substrates as the active element is studied based on a model previously developed for Ni-Ti/Si bimorphs. To this end, the compositional range in which the B2 (monoclinic) → B19 (orthorhombic) martensitic phase transformation occurs was considered, and films were deposited by magnetron sputtering on heated Si and Kapton substrates. Ultra-fine grains were observed for the 550 °C deposition temperature. The selected composition was close to Ti50Ni35Cu15, so the narrowing of the thermal hysteresis is not associated with a significant reduction in shape recovery capability. The microstructure and composition of the target materials and as-deposited films used in our experiments were characterized by X-ray diffraction and scanning electron microscopy, whereas the temperature dependence of the volume fraction of the martensite phase was derived using differential scanning calorimetry records for the target materials and from the temperature dependence of the electrical resistance data for the films. An original model was used to predict the actuation of cantilever-type bimorphs with Kapton and Si substrates.
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