Characterization of NiTi SMA Thin Film by Temperature Dependent X-Ray Diffraction and Identification of Phases


Creative Commons License

ÖZTÜRK M. M., DOĞAN B.

Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, vol.6, no.1a, pp.1-11, 2019 (Peer-Reviewed Journal) identifier

Abstract

Thin film shape memory alloy which is strongly relevant with the fabrication of the micro electro mechanical systems is one of the hot research topic in last decades. Among the investigated shape memory alloys, NiTi is stepping forward by the thermos-elastic features it has. In order to understand their physical properties, several characterization methods have been used by the researchers. In this study, a NiTi thin film that is deposited on a Si substrate is characterized by an X-Ray Diffraction under gradually evolving testing temperatures. The examination is performed between -125C and 125C. Two stoichiometrically different samples (at room temperature, one of them is martensite rich and the other is austenite rich) are tested and the phase transformation temperatures are determined (martensite and austenite start and finish temperatures) during the experiments. Furthermore, by using the direct comparison method, the martensite volume fraction is determined with regard to temperature.
Günümüzün popüler konularından olan ince film akıllı alaşımlar, her geçen yıl ihtiyaç ölçüsünde daha daküçülen mikro elektromekanik sistemlerdir. Bu alaşımlardan NiTi ince film, sahip olduğu termoelastiközellikler sayesinde yaygın olarak tercih edilmektedir. Depolanan bu filmlerin fiziksel özelliklerininanlaşılabilmesi için birçok karakterizasyon yöntemi mevcuttur. Bu çalışmada silikon altlık üzerine depolanmış NikelTitanyum ince filmin faz dönüşümü sıcaklığa bağlı X-Ray kırınımı ile incelenmiştir. İncelenen sıcaklık aralığı -125Cile 125C olarak alınmıştır. Stokiyometrik olarak birbirinden farklı iki NiTi örneği (oda sıcaklığında biri austenit diğerimartensit oranları daha yüksek olan) incelenmiş ve her bir filmin faz dönüşüm sıcaklıkları (austenit başlangıç ve bitiş,martensit başlangıç ve bitiş) tespit edilmiştir. Direkt karşılaştırma yöntemi kullanılarak işlem esnasındaki martensithacim oranı sıcaklığa bağlı olarak elde edilmiştir.