Niti Hafızalı Alaşım Şekilli Film Kaplamaların Üretilmesi Ve Karakterizasyonu

Abstract

Bu çalışmada elektron demeti buharlaştırma sisteminde eğik açılı biriktirme yöntemi kullanılarak NiTi malzemelerin nano boyutlu şekilli ince film kaplamalarının üretilmesi ve karakterizasyonu amaçlanmıştır. Eğik açılı ince film biriktirme yöntemiyle gerekli açıların ayarlanabildiği bir numune tutucu sistemi kullanılarak farklı numune açılarında öncelikle Si şekilli film kaplamalar yapılmış, daha sonra Si şekilli film üretiminden yola çıkılarak NiTi alaşım kaplamalar üretilmiştir. Yüksek numune açılarında daha fazla boşluğa sahip ayrık kolonlar elde edilmiş, numune açısının azalmasıyla kolonların daha inceldiği görülmüş, kolonlar arasındaki porozite azalmış böylelikle numune yüzey alanının arttığı görülmüştür. Şekilli film spiral kolonlu kaplamaların üretiminde uygun numune açılarında numune döndürme hızı değiştirilerek farklı sayıda spiralli kolonlar oluşturulmuştur. Numune döndürme hızının arttıkça spirallerin kalınlığının azaldığı ve sık aralıklı olmayan kolonların oluştuğu görülmüştür. NiTi şekilli film üretiminden önce kaplanan düz NiTi kaplamaların nano kristalin yapıda olduğu, kristalizasyonun 360 °C civarında başladığı ve vakum altında 600°C’de 1 saat ısıl işleme tabi tutularak kaplamaların tamamen kristalin hale geldiği görülmüştür. Elektron demeti buharlaştırma sisteminde uygun altlık açısında, NiTi şekilli film kaplamadaki kolonların Si şekilli filmdekilere göre daha ayrık olduğu görülmüştür. Farklı numune döndürme hızlarında üretilen NiTi şekilli film kaplamalara göre numune döndürme hızı arttırılarak spirallerin kaybolmaya başladığı ve gittikçe kolonsal bir yapı halini almaya başladıkları görülmüştür.

In this study, we aimed to produce and characterize NiTi sculptured thin films with nano sized columns with electron beam evaporation technique by glancing angle deposition method. First, Si nano columns were deposited by GLAD at different sample angles by using sample holder which sets the required sample angles. Then, NiTi sculptured thin films were deposited by using the same technique to lead to the same results as Si sculptured thin films. When the films were deposited at high sample angles, nano columns got seperated and with decreasing sample angles columns got thinner, porosity between the columns had decreased, by this way the surface area of the sample had increased. Columns with different number of spirals were deposited by changing the revolving speed of the samples at appropriate sample angles. It was seen that when the revolving speed increased, the diameter of the spirals decreased and columns got seperated. Before producing NiTi sculptured thin films, it was seen that crystallization of NiTi alloy coatings was low, crystallization started at 360°C and after 1 hour heat treatment at 600°C under vacuum conditions coatings were crystallized. At the appropriate sample angle, it was seen that NiTi alloy columns were more seperated than Si columns. When the sample revolving speed increased spirals started to disappear and they started to form like columnar structures.