【摘 要】
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本文使用ECR直流磁控溅射的方法制备了Ni-Mn-Ga薄膜,并对其特性进行了初步研究,以期对这种新型的铁磁形状记忆合金(FSMA)薄膜进行初步探索。 制备特定成分的薄膜是我们溅
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本文使用ECR直流磁控溅射的方法制备了Ni-Mn-Ga薄膜,并对其特性进行了初步研究,以期对这种新型的铁磁形状记忆合金(FSMA)薄膜进行初步探索。 制备特定成分的薄膜是我们溅射镀膜要考虑的首要因素,通过比较不同工艺下薄膜的成分组成,我们选取制备Ni-Mn-Ga薄膜的最佳工艺参数为:功率22.5w,靶基距60mm,Ar气压强0.1Pa。并且研究了参数变化对薄膜成分的影响规律。 使用扫描电子显微镜(SEM)对薄膜的表面特性进行了分析,观察到其表面有许多微米级大小不等的颗粒,分析知是由溅射颗粒团聚而成的,并且由于颗粒本身团聚大小和到达早晚的不同而呈现不均匀状态。 使用原子力显微镜(AFM)对薄膜的表面形貌进行了分析,知其为典型的核生长型,并对其生长过程进行了描述。通过对不同基底薄膜表面形貌图的对比得知,基底粗糙度对薄膜表面粗糙度有较大的影响。 对薄膜进行了X射线衍射分析,知沉积态薄膜为晶态,且主要为(022)取向,计算得知,垂直于(022)晶面的平均晶粒大小约为8.503nm,晶格畸变率约为1.36%。 对比分析热处理前后的薄膜发现,热处理使薄膜表面变得更加均匀致密,且由于薄膜随温度的变化量和盐片的相差比较大,而和铜片的比较接近,因此热处理后沉积在盐片上的薄膜出现破裂,而沉积在铜片上的薄膜没有出现破裂。 对薄膜在磁场下的感生应变进行了测量,在13koe磁场下得到了85ppm的负应变值,与相应成分块体的进行了对照,并对应变曲线进行了分析。 对沉积在硅片上400nm厚的薄膜进行了标准压痕试验,得到薄膜弹性模量为3.79GPa,薄膜硬度为252.92MPa。
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