TiNi形狀記憶合金和純鈦由于其優(yōu)良的性能而受到廣泛關注,尤其是Ti Ni合金薄膜由于具有形狀記憶功能而廣泛的應用于微驅動行業(yè),而純鈦則多被作為重要構件應用于航天航空領域和核能領域,其中鈦與其它部分（不銹鋼）的連接主要以純鎳作為中間層。因此為了獲得低成本的Ti Ni薄膜和進一步分析影響Ti/Ni互擴散的因素,本文通過擴散工藝制備TiNi薄膜和Ti/Ni擴散偶,并重分析了Ti-Ni之間的互擴散行為。首先,利用三明治結構的Ni/Ti/Ni薄膜作為原材料,通過真空擴散的方式來制備均勻的TiNi薄膜。其中Ni/Ti/Ni薄膜是通過化學鍍的方式獲得的,這種方法的成本要遠遠低于磁控濺射的成本。本實驗主要通過控制擴散溫度和擴散時間來制備TiNi薄膜,結果表明在1173K經歷4h擴散可以獲得了均勻的TiNi薄膜。同時,我們對擴散界面的界面能和化合物吉布斯自由能進行了計算,并結合計算結果與實驗分析了Ti-Ni擴散系中三種典型的化合物的生成順序,結果為Ti2Ni和TiNi3的形核早于TiNi,而Ti2Ni和TiNi3幾乎同時形核。同時又以純Ti和純Ni為原材料,通過熱壓工藝制備Ti/Ni擴散偶,嚴格控制熱... 

【文章來源】：上海交通大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：101 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 形狀記憶材料及形狀記憶合金的發(fā)展歷程
        1.1.1 形狀記憶材料
        1.1.2 形狀記憶材料的發(fā)展歷程
    1.2 TiNi形狀記憶合金的相變及物理特性
        1.2.1 TiNi形狀記憶合金的相變
        1.2.2 Ti-Ni基形狀記憶合金基本特性
    1.3 TiNi形狀記憶合金的應用
        1.3.1 TiNi形狀記憶合金在工業(yè)工程上的應用
        1.3.2 TiNi形狀記憶合金在生物醫(yī)學上的應用
    1.4 Ti/Ni擴散偶的制備方法
        1.4.1 鉚釘法制備擴散偶
        1.4.2 平板軋制法制備擴散偶
        1.4.3 擴散焊接法制備擴散偶
        1.4.4 沉積法制擴散偶
    1.5 課題研究意義及內容
第二章 實驗材料及研究方法
    2.1 Ti/Ni多層膜的真空熱處理
        2.1.1 實驗材料
        2.1.2 研究方法
    2.2 純Ti和純Ni的熱壓擴散
        2.2.1 原材料的準備
        2.2.2 熱壓工藝過程
        2.2.3 研究方法
第三章 利用固相擴散制備均勻的TiNi薄膜
    3.1 Ti/Ni薄膜互擴散前后的界面形貌
        3.1.1 Ti/Ni薄膜擴散前的界面形貌
        3.1.2 Ti/Ni薄膜擴散后的界面形貌
    3.2 擴散時間和溫度對Ti/Ni薄膜擴散的影響
        3.2.1 不同擴散時間下Ti/Ni薄膜互擴散界面形貌
        3.2.2 Ti/Ni互擴散化合物層的生長規(guī)律
        3.2.3 擴散溫度對Ti/Ni薄膜均勻化程度的影響
    3.3 選擇合適的參數制備均勻的TiNi薄膜及Ti/Ni互擴散均勻化過程的熱力學分析
        3.3.1 引言
        3.3.2 通過擴散工藝制備TiNi薄膜
        3.3.3 Ti/Ni互擴散均勻化過程的熱力學分析
    3.4 Ti/Ni互擴散過程中金屬間化合物的生成順序
        3.4.1 引言
        3.4.2 通過熱力學計算分析TiNi3，TiNi和Ti2Ni的生成順序
        3.4.3 通過實驗分析Ti/Ni擴散系中的化合物TiNi3，TiNi和Ti2Ni的生成順序
    3.5 本章小結
第四章 采用熱壓擴散的方法制備Ti/Ni擴散偶
    4.1 純鈦和純鎳試樣的成分、性能及表面粗糙度分析
        4.1.1 純鈦和純鎳試樣的成分和性能分析
        4.1.2 純鈦和純鎳試樣的表面粗糙度分析
    4.2 熱壓擴散初期Ti/Ni擴散界面的形貌分析
        4.2.1 引言
        4.2.2 擴散溫度對初期Ti/Ni擴散界面形貌的影響
        4.2.3 擴散時間對初期Ti/Ni擴散界面形貌的影響
    4.3 純鈦和純鎳的表面粗糙對Ti/Ni熱壓互擴散的影響
        4.3.1 熱壓擴散后擴散界面形貌分析以及初期界面擴散模型
        4.3.2 熱壓擴散初期界面擴散模型
        4.3.3 熱壓接頭的性能以及斷.的XRD結果的分析
        4.3.4 熱壓斷.的形貌分析
    4.4 熱壓壓強對Ti/Ni熱壓互擴散的影響
        4.4.1 熱壓擴散后擴散界面形貌和成分析
        4.4.2 不同壓強下擴散界面的形貌分析
        4.4.3 熱壓斷面形貌分析
    4.5 本章小結
第五章 結論
參考文獻
致謝
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【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3602775