一種MnFeCu三元反鐵磁形狀記憶合金薄膜的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種合金薄膜的制備方法，特別涉及一種MnFeCu三元反鐵磁形狀記憶合金薄膜的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]相比傳統(tǒng)的形狀記憶合金如NiT1、CuZnAl等，磁性形狀記憶合金由于其響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)在執(zhí)行器、傳感器等方面具有重要的應(yīng)用前景，并引起廣泛的關(guān)注。磁性記憶合金發(fā)展到今天，主要有兩大類:鐵磁性和反鐵磁性記憶合金。鐵磁性記憶合金以NiMnGa為代表，包括NiFeGa、CoN1、FeNiCoT1、Fe-Pt等，除了馬氏體相變外，其磁性相變是順磁(高溫)一鐵磁性(低溫)相變。反鐵磁記憶合金主要是Mn基合金，包括MnCu、MnN1、MnFe等，另外FeMnSi基合金也屬于反鐵磁合金，其磁性相變?yōu)轫槾?高溫)—反鐵磁性(低溫)相變。相比而言，鐵磁性形狀記憶合金的研宄，無論是實(shí)際應(yīng)用還是基礎(chǔ)理論，都更加系統(tǒng)、更加全面，而反鐵磁形狀記憶合金正逐步得到重視和發(fā)展。
[0003]目前，形狀記憶合金薄膜作為一種新型驅(qū)動(dòng)器材料，具有輸出應(yīng)力和位移大，可磁控，容易加工等優(yōu)點(diǎn)，在微機(jī)械和微電機(jī)等領(lǐng)域受到了普遍關(guān)注。但目前的T1-N1-Pd和T1-N1-Pt等合金薄膜的性能雖好，但其價(jià)格昂貴，因此，目前形狀記憶合金薄膜的應(yīng)用受到了一定程度的限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的在于提供一種MnFeCu三元反鐵磁形狀記憶合金薄膜的制備方法，以解決現(xiàn)有的形狀記憶合金薄膜的性能雖好，但其價(jià)格昂貴的技術(shù)性問題。
[0005]本發(fā)明的另一目的在于提供一種上述的MnFeCu三元反鐵磁形狀記憶合金薄膜的制備方法中用到的MnFeCu三元合金的制備方法，以解決現(xiàn)有的形狀記憶合金薄膜的性能雖好，但其價(jià)格昂貴的技術(shù)性問題。
[0006]本發(fā)明目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0007]一種MnFeCu三元反鐵磁形狀記憶合金薄膜的制備方法，包括以下步驟:
[0008]a.將MnFeCu三元合金作為革E材安裝在磁控派射設(shè)備的革E位上；
[0009]b.將襯底置于真空室樣品臺(tái)上，抽真空至真空度為1.0X10_4Pa_5.0X10_4Pa，使襯底的溫度為室溫?700K，在濺射功率為60W?140W，靶材與襯底的間距為40mm-80mm的條件下濺射沉積MnFeCu薄膜，濺射完成后，在高真空下冷卻至室溫，即可制得MnFeCu三元反鐵磁形狀記憶合金薄膜。
[0010]優(yōu)選地，所述MnFeCu三元合金包括以重量份計(jì)的以下組分:
[0011]Mn 70-80 份；
[0012]Fe 15-25 份；
[0013]Cu 4-6 份。
[0014]優(yōu)選地，所述步驟a中的所述MnFeCu三元合金的制備方法包括以下步驟:
[0015]將以重量份計(jì)的70-80份Mn、15-25份Fe和4_6份Cu裝入真空感應(yīng)爐內(nèi)，抽真空至0.Ι-lPa，然后充入氬氣保護(hù)，采用感應(yīng)加熱直到上述材料熔化，再均勻化熔煉5-10分鐘，之后將合金溶液倒出，冷卻，即可制成MnFeCu三元合金。
[0016]優(yōu)選地，所述襯底為Si單晶片、石英玻璃、銅箔或鋁片。
[0017]優(yōu)選地，所述步驟b中的高真空是指真空度為1.0X10_4Pa_5.0X10_4Pa。
[0018]—種如上述的MnFeCu三元反鐵磁形狀記憶合金薄膜的制備方法中用到的MnFeCu三元合金的制備方法，包括以下步驟:
[0019]將以重量份計(jì)的70-80份Mn、15-25份Fe和4_6份Cu裝入真空感應(yīng)爐內(nèi)，抽真空至0.Ι-lPa，然后充入氬氣保護(hù)，采用感應(yīng)加熱直到上述材料熔化，再均勻化熔煉5-10分鐘，之后將合金溶液倒出，冷卻，即可制成MnFeCu三元合金。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有以下有益效果:
[0021]1、本發(fā)明的MnFeCu三元反鐵磁形狀記憶合金薄膜的制備方法簡單，原材料成本低，使得MnFeCu三元反鐵磁形狀記憶合金薄膜的生產(chǎn)成本低；
[0022]2、本發(fā)明的MnFeCu三元合金靶材制備容易，采用真空感應(yīng)爐即可完成，成本低。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下結(jié)合實(shí)施例，具體說明本發(fā)明。為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠清楚、完整的知曉本發(fā)明的內(nèi)容并可以實(shí)施本發(fā)明的技術(shù)方案，實(shí)施例中公開了大量的細(xì)節(jié)。但是，很顯然地，沒有這些細(xì)節(jié)本領(lǐng)域的技術(shù)人員也能夠?qū)嵤┍景l(fā)明的技術(shù)方案，達(dá)到本發(fā)明的目的，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的效果。這些細(xì)節(jié)是發(fā)明人經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)而選擇的最優(yōu)的實(shí)施方式，并不用來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書的內(nèi)容為準(zhǔn)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本申請文件公開的內(nèi)容無需創(chuàng)造性勞動(dòng)而得到的技術(shù)方案也在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0024]實(shí)施例1
[0025]制備MnFeCu三元合金
[0026]將以重量份計(jì)的80份Mn、25份Fe和4份Cu裝入真空感應(yīng)爐內(nèi)，抽真空至0.1Pa,然后充入氬氣保護(hù)，采用感應(yīng)加熱直到上述材料熔化，再均勻化熔煉10分鐘，之后將合金溶液倒出，冷卻，即可制成MnFeCu三元合金。
[0027]制備MnFeCu三元反鐵磁形狀記憶合金薄膜
[0028]將上述制備的MnFeCu三元合金作為靶材安裝在磁控濺射設(shè)備的靶位上；將石英玻璃置于真空室樣品臺(tái)上，抽真空至真空度為1.0X10_4Pa Pa，使石英玻璃的溫度為700K，在濺射功率為60W，靶材與石英玻璃的間距為80mm的條件下濺射沉積MnFeCu薄膜，濺射時(shí)間為20分鐘，濺射完成后，在真空度為1.0X 10_4Pa的條件下冷卻至室溫，即可制得MnFeCu三元反鐵磁形狀記憶合金薄膜。利用掃描電子顯微能譜儀(EDS)對MnFeCu三元合金薄膜的表面進(jìn)行面掃描，得到三元合金薄膜的成分分別為:Mn:71.5at%, Fe:21.9at%, Cu:6.6at%。利用原子力顯微鏡(AFM)對MnFeCu三元合金薄膜的表面進(jìn)行表面形貌觀察，結(jié)果表明薄膜為顆粒膜，大顆粒尺寸為微米級，內(nèi)部包含幾個(gè)納米級的小顆粒。利用振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)對薄膜的磁性進(jìn)行分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明薄膜為反鐵磁性。
[0029]實(shí)施例2
[0030]制備MnFeCu三元合金[0031 ] 將以重量份計(jì)的70份Mn、15份Fe和6份Cu裝入真空感應(yīng)爐內(nèi)，抽真空至IPa，然后充入氬氣保護(hù)，采用感應(yīng)加熱直到上述材料熔化，再均勻化熔煉5分鐘，之后將合金溶液倒出，冷卻，即可制成MnFeCu三元合金。
[0032]制備MnFeCu三元反鐵磁形狀記憶合金薄膜
[0033]將上述制備的MnFeCu三元合金作為革E材安裝在磁控派射設(shè)備的革E位上；將Si單晶片置于真空室樣品臺(tái)上，抽真空至真空度為5.0X 10_4Pa Pa，使S