[发明专利]一种MnFeCu三元反铁磁形状记忆合金薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合金薄膜的制备方法，特别涉及一种MnFeCu三元反铁磁形状记忆合金薄膜的制备方法。

背景技术

相比传统的形状记忆合金如NiTi、CuZnAl等，磁性形状记忆合金由于其响应快等优点在执行器、传感器等方面具有重要的应用前景，并引起广泛的关注。磁性记忆合金发展到今天，主要有两大类：铁磁性和反铁磁性记忆合金。铁磁性记忆合金以NiMnGa为代表，包括NiFeGa、CoNi、FeNiCoTi、Fe-Pt等，除了马氏体相变外，其磁性相变是顺磁(高温)→铁磁性(低温)相变。反铁磁记忆合金主要是Mn基合金，包括MnCu、MnNi、MnFe等，另外FeMnSi基合金也属于反铁磁合金，其磁性相变为顺磁(高温)→反铁磁性(低温)相变。相比而言，铁磁性形状记忆合金的研究，无论是实际应用还是基础理论，都更加系统、更加全面，而反铁磁形状记忆合金正逐步得到重视和发展。

目前，形状记忆合金薄膜作为一种新型驱动器材料，具有输出应力和位移大，可磁控，容易加工等优点，在微机械和微电机等领域受到了普遍关注。但目前的Ti-Ni-Pd和Ti-Ni-Pt等合金薄膜的性能虽好，但其价格昂贵，因此，目前形状记忆合金薄膜的应用受到了一定程度的限制。

发明内容

本发明目的在于提供一种MnFeCu三元反铁磁形状记忆合金薄膜的制备方法，以解决现有的形状记忆合金薄膜的性能虽好，但其价格昂贵的技术性问题。

本发明的另一目的在于提供一种上述的MnFeCu三元反铁磁形状记忆合金薄膜的制备方法中用到的MnFeCu三元合金的制备方法，以解决现有的形状记忆合金薄膜的性能虽好，但其价格昂贵的技术性问题。

本发明目的通过以下的技术方案实现：

一种MnFeCu三元反铁磁形状记忆合金薄膜的制备方法，包括以下步骤：

a.将MnFeCu三元合金作为靶材安装在磁控溅射设备的靶位上；

b.将衬底置于真空室样品台上，抽真空至真空度为1.0×10^-4Pa-5.0×10^-4Pa，使衬底的温度为室温～700K，在溅射功率为60W～140W，靶材与衬底的间距为40mm-80mm的条件下溅射沉积MnFeCu薄膜，溅射完成后，在高真空下冷却至室温，即可制得MnFeCu三元反铁磁形状记忆合金薄膜。

优选地，所述MnFeCu三元合金包括以重量份计的以下组分：

Mn   70-80份；

Fe   15-25份；

Cu   4-6份。

优选地，所述步骤a中的所述MnFeCu三元合金的制备方法包括以下步骤：

将以重量份计的70-80份Mn、15-25份Fe和4-6份Cu装入真空感应炉内，抽真空至0.1-1Pa，然后充入氩气保护，采用感应加热直到上述材料熔化，再均匀化熔炼5-10分钟，之后将合金溶液倒出，冷却，即可制成MnFeCu三元合金。

优选地，所述衬底为Si单晶片、石英玻璃、铜箔或铝片。

优选地，所述步骤b中的高真空是指真空度为1.0×10^-4Pa-5.0×10^-4Pa。

一种如上述的MnFeCu三元反铁磁形状记忆合金薄膜的制备方法中用到的MnFeCu三元合金的制备方法，包括以下步骤：

将以重量份计的70-80份Mn、15-25份Fe和4-6份Cu装入真空感应炉内，抽真空至0.1-1Pa，然后充入氩气保护，采用感应加热直到上述材料熔化，再均匀化熔炼5-10分钟，之后将合金溶液倒出，冷却，即可制成MnFeCu三元合金。

与现有技术相比，本发明有以下有益效果：

1、本发明的MnFeCu三元反铁磁形状记忆合金薄膜的制备方法简单，原材料成本低，使得MnFeCu三元反铁磁形状记忆合金薄膜的生产成本低；

2、本发明的MnFeCu三元合金靶材制备容易，采用真空感应炉即可完成，成本低。

具体实施方式