臺灣博碩士論文加值系統

本實驗室學長曾經以富鎳的鈦鎳合金 Ti49.2Ni50.8，在試片無拘束析出時效熱處理之後，只經一次室溫拘束時效，就可得到優良的雙向形狀記憶效應（TWSME），推論可能原因為R-phase與Ti11Ni14析出物兩種機制作用下結果。因雙向記憶特性在工程上具有應用價值，可不需加設平衡彈簧，使元件體積更小型化，在微機電系統(MEMS)中可以達成微致動器、微幫浦、微閥門等應用。所以研究拘束時效對雙向形狀記憶效應之影響，以期能更進一步將形狀記憶合金應用在微機電系統中。
本論文所使用的材料成分共分為三種：
第一種是二元富鎳之鈦鎳合金 Ti49.8Ni50.2。在此成分合金中，利用在648K退火720min以及冷加工後短時間退火這兩種方法，造成可在冷卻過程中觀察到R-phase的出現，進而研究R-phase對雙向形狀記憶效應的影響。
第二種是二元富鈦之鈦鎳合金 Ti50.3Ni49.7。在此成分合金中，利用冷加工後退火，造成在冷卻過程中可觀察到R-phase的出現，因為Ti50.3Ni49.7並不會有富鎳的Ti11Ni14析出物出現，所以可以除掉Ti11Ni14對雙向形狀記憶效應的影響，希望進而更瞭解影響雙向形狀記憶合金的機制。
第三種是三元鈦鎳鈷合金 Ti50Ni47Co3。在鈦鎳合金中加入鈷，會使得Ms以及Mf轉換溫度大幅下降，而能觀察到R-phase的出現。且鈦鎳鈷合金在經過數次熱循環之後，會有麻田散相轉換溫度下降的現象，故探討麻田散相的轉換溫度改變對雙向形狀記憶效應的影響。

目 錄
論文摘要………………………………………………………………. I
目錄…………………………………………………………………II
表目錄………………………………………………………………VI
圖目錄…………………………………………………………….VII
第一章 緒論………………………………………………………01
1-1 導論……………………………………………………….01
1-1-1形狀記憶特性………………………………………01
1-1-2熱彈性麻田散相變化……………………………02
1-1-3 擬彈性效應 ……………………………………….03
1-1-4 形狀記憶效應 …………………………………….03
1-1-5 形狀記憶合金之應用………………………………04
1-2 文獻回顧………………………………………………… 05
1-2-1 鈦鎳形狀記憶合金之文獻回顧…………………… 05
1-2-2 R-phase之文獻回顧…………………………………08
1-2-3 Ti11Ni14析出物之文獻回顧…………………………09
1-2-4 鈦鎳鈷形狀記憶合金之文獻回顧………………… 10
第二章 實驗流程與設備………………………………………. 23
2-1 試片成型步驟…………………………………………. 23
2-1-1 合金配置與熔煉…………………………………23
2-1-2 試片製備與成型 ………………………………… 23
2-2 實驗步驟與設備……………………………………….…24
2-2-1 拘束時效訓練… ………………………………….24
2-2-2 形狀記憶測試……………………………………….25
2-2-3 DSC測量…………………………………………..25
2-2-4 X-ray繞射分析…………………………………..25
第三章 二元富鎳之鈦鎳合金拘束時效製程機制之研究………… 31
3-1 未經熱處理試片之一次拘束…………………………… 31
3-2 未經熱處理試片之二階段拘束實驗…………………… 31
3-3 高溫下長時間退火之試片之一次拘束………………… 32
3-4 高溫下長時間退火試片之二階段拘束實驗…………… 33
3-4-1 TWSME互為異號…………………………………….33
3-4-2 TWSME互為同號…………………………………..35
3-5 冷加工後退火試片……………………………………….36
3-5-1 冷加工後退火試片之DSC圖研究…………………36
3-5-2 冷卻時DSC圖中兩個peak分開距離的程度對雙向形
狀記憶效應的影響……………………………… 37
3-5-3 冷加工後退火試片之一次拘束……………………37
3-5-4 冷加工後退火試片之二階段拘束…………………38
3-6 結論…….………………………………………………… 41
第四章 二元富鎳之鈦鎳合金拘束時效製程機制之研究………….59
4-1 未經熱處理試片之一次拘束…………………………… 59
4-2 未經熱處理試片之二階段拘束實驗…………………….59
4-3 冷加工後退火試片……………………………………….60
4-3-1 冷加工後退火試片之DSC圖研究…………………60
4-3-2 冷卻時DSC圖中兩個peak分開距離的程度對雙向形
狀記憶效應的影響……………………………… 61
4-3-3 冷加工後退火試片之一次拘束……………………62
4-4-4 冷加工後退火試片之二階段拘束…………………62
4-4-4-1 TWSME互為異號…………………………….62
4-4-4-2 TWSME互為同號…………………………….64
4-5 結論……………………………………………………… 66
第五章 三元鈦鎳鈷合金拘束時效製程機制之研究………………74
5-1 熱循環對Ti50Ni47Co3 試片轉換溫度的影響………………74
5-2 熱循環前後之Ti50Ni47Co3 試片之一次拘束………………74
5-3 熱循環前後之Ti50Ni47Co3 試片之二階段拘束實驗………76
5-4 結論……………………………………………………… 79
第六章 結論………………………………………………………85
I 二元富鎳之鈦鎳合金 Ti49.8Ni50.2部分…………………….85
II 二元富鈦之鈦鎳合金 Ti50.3Ni49.7部分…………………….85
III 三元鈦鎳鈷合金 Ti50Ni47Co3部分………………………… 86
IV 綜合結論……………………………………………………. 87
參考文獻……………………………………………………………89

參 考 文 獻
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