Araştırma Makalesi
BibTex RIS Kaynak Göster

Farklı Sıcaklıklarda Yapılan Isıl İşlemlerin Titanyum-Nikel Filmlerin Kristal Yapısına Etkisinin Araştırılması

Yıl 2021, Cilt: 11 Sayı: 1, 526 - 534, 01.03.2021
https://doi.org/10.21597/jist.747039

Öz

Titanyum-nikel filmler sahip oldukları şekil hafıza özelliği ve süper elastiklik özellikleri sayesinde son yıllarda giderek artan bir ilgiye ve artan bir potansiyel kullanım alanına sahiptir. Magnetron sıçratma yöntemiyle büyütülen titanyum-nikel filmler amorf iç yapıya sahiptir. Şekil hafıza ve süper elastik özelliklerinin kazandırılması için bu filmlere ısıl işlem yapılmakta ve iç yapı kristal faza dönüştürülmektedir. Bu çalışmada magnetron sıçratma yöntemi ile büyütülen titanyum-nikel filmler altı farklı sıcaklık değerinde atmosfer kontrollü tüp fırın içerisinde ısıl işleme tabi tutulmuştur. Filmlerin faz değişimleri XRD analizleri ile, iç yapıları SEM görüntüleri ile, faz dönüşüm sıcaklıkları DSC analizleri ile belirlemiştir. Çalışma sonucu farklı ısıl işlem sıcaklıklarının iç yapıyı büyük oranda değiştirdiği belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre 550°C de yapılan ısıl işlemin oda sıcaklığındaki uygulamalar için daha uygun olduğu tespit edilmiştir.

Destekleyen Kurum

TÜBİTAK

Proje Numarası

117M149

Teşekkür

Bu çalışma Tübitak 117M149 nolu proje kapsamında gerçekleştirilmiştir.

Kaynakça

  • Chen, Peter, and Jyh Ming Ting, 2001. Characteristics of TiNi Alloy Thin Films. Thin Solid Film, 398: 597–601.
  • Chu, J P, Y W Lai, T N Lin, and S F Wang, 2000. Deposition and Characterization of TiNi-Base Thin Films by Sputtering. Materials Science and Engineering A-Structural Materials Properties Microstructure and Processing, 277: 11–17.
  • Cicek, Hikmet, Ihsan Efeoglu, Yaşar Totik, Kadri Vefa Ezirmik, and Ersin Arslan, 2015. A Low Temperature In-Situ Crystalline TiNi Shape Memory Thin Film Deposited by Magnetron Sputtering. Surface and Coatings Technology, 284: 90–93.
  • Dilibal, S, 2016. The effect of long-term heat treatment on the thermomechanical behavior of NiTi shape memory alloys in defense and aerospace applications. Defense Science Journal, 15(2), 1-23.
  • Fu, Yongqing, and Hejun Du, 2003. Effects of Film Composition and Annealing on Residual Stress Evolution for Shape Memory TiNi Film. Materials Science and Engineering A, 342: 236-244.
  • Fu, Yongqing, Hejun Du, Weimin Huang, Sam Zhang, and Min Hu, 2004. TiNi-Based Thin Films in MEMS Applications: A Review. Sensors and Actuators, A: Physical, 112: 395-408.
  • Kahn, H., M. A. Huff, and A. H. Heuer, 1998. The TiNi Shape-Memory Alloy and Its Applications for MEMS. Journal of Micromechanics and Microengineering, 8:1-7.
  • Kim, Seong Woong, Yeong Min Jeon, Chan Hee Park, Jeoung Han Kim, Dong Ho Kim, and Jong Taek Yeom, 2013. Martensitic Phase Transformation of TiNi Thin Films Fabricated by Co-Sputtering Deposition. Journal of Alloys and Compounds, 580: 5–9.
  • Li, D.Y, 2000. Exploration of TiNi Shape Memory Alloy for Potential Application in a New Area : Tribological Engineering. Smart Materials and Structures, 9: 717–726.
  • Li, Zhenhua, Xianhua Cheng, and Qianqian Shangguan, 2005. Effects of Heat Treatment and ECAE Process on Transformation Behaviors of TiNi Shape Memory Alloy. Materials Letters, 59:705-709.
  • Miyazaki, Shuichi, Yong Qing Fu, and Wei Min Huang, 2009. Thin Film Shape Memory Alloys: Fundamentals and Device Applications. Thin Film Shape Memory Alloys: Fundamentals and Device Applications. Cambridge.
  • Surbled, Patrick, Catherine Clerc, Bruno Le Pioufle, Manabu Ataka, and Hiroyuki Fujita, 2001. Effect of the Composition and Thermal Annealing on the Transformation Temperatures of Sputtered TiNi Shape Memory Alloy Thin Films. Thin Solid Films ,401: 52–59.
  • Tang, Guanghai, Dongya Zhang, Junfeng Zhang, Ping Lin, and Guangneng Dong, 2014. Self-Recovery of Worn Surface of TiNi Shape Memory Alloy. Applied Surface Science, 321: 371-377.
  • Zhang, L, C Y Xie, and J S Wu, 2007. Effect of Annealing Temperature on Surface Morphology and Mechanical Properties of Sputter-Deposited Ti-Ni Thin Films. Journal of Alloys and Compounds, 427: 238–43.

Investigation of the Effect of Heat Treatments at Different Temperatures on the Crystal Structure of Titanium-Nickel Films

Yıl 2021, Cilt: 11 Sayı: 1, 526 - 534, 01.03.2021
https://doi.org/10.21597/jist.747039

Öz

Titanium-nickel films have an increasing interest and an increasing potential use in recent years thanks to their shape memory properties and super elasticity properties. Titanium-nickel films grown by magnetron sputtering method have amorphous internal structure. In order to give shape memory and super elastic properties, these films are heat treated and the internal structure is transformed into crystal phase. In this study, titanium-nickel films grown by magnetron sputtering method were subjected to heat treatment in an atmosphere controlled tube furnace at six different temperature values. Phase changes of the films were determined by XRD analysis, micro structures were observed by SEM images and phase transformation temperatures determined by DSC analysis. As a result of the study, it was determined that different heat treatment temperatures greatly changed the internal structure. According to the results, it was determined that the heat treatment at 550 ° C was suitable for TiNi applications at room temperature.

Proje Numarası

117M149

Kaynakça

  • Chen, Peter, and Jyh Ming Ting, 2001. Characteristics of TiNi Alloy Thin Films. Thin Solid Film, 398: 597–601.
  • Chu, J P, Y W Lai, T N Lin, and S F Wang, 2000. Deposition and Characterization of TiNi-Base Thin Films by Sputtering. Materials Science and Engineering A-Structural Materials Properties Microstructure and Processing, 277: 11–17.
  • Cicek, Hikmet, Ihsan Efeoglu, Yaşar Totik, Kadri Vefa Ezirmik, and Ersin Arslan, 2015. A Low Temperature In-Situ Crystalline TiNi Shape Memory Thin Film Deposited by Magnetron Sputtering. Surface and Coatings Technology, 284: 90–93.
  • Dilibal, S, 2016. The effect of long-term heat treatment on the thermomechanical behavior of NiTi shape memory alloys in defense and aerospace applications. Defense Science Journal, 15(2), 1-23.
  • Fu, Yongqing, and Hejun Du, 2003. Effects of Film Composition and Annealing on Residual Stress Evolution for Shape Memory TiNi Film. Materials Science and Engineering A, 342: 236-244.
  • Fu, Yongqing, Hejun Du, Weimin Huang, Sam Zhang, and Min Hu, 2004. TiNi-Based Thin Films in MEMS Applications: A Review. Sensors and Actuators, A: Physical, 112: 395-408.
  • Kahn, H., M. A. Huff, and A. H. Heuer, 1998. The TiNi Shape-Memory Alloy and Its Applications for MEMS. Journal of Micromechanics and Microengineering, 8:1-7.
  • Kim, Seong Woong, Yeong Min Jeon, Chan Hee Park, Jeoung Han Kim, Dong Ho Kim, and Jong Taek Yeom, 2013. Martensitic Phase Transformation of TiNi Thin Films Fabricated by Co-Sputtering Deposition. Journal of Alloys and Compounds, 580: 5–9.
  • Li, D.Y, 2000. Exploration of TiNi Shape Memory Alloy for Potential Application in a New Area : Tribological Engineering. Smart Materials and Structures, 9: 717–726.
  • Li, Zhenhua, Xianhua Cheng, and Qianqian Shangguan, 2005. Effects of Heat Treatment and ECAE Process on Transformation Behaviors of TiNi Shape Memory Alloy. Materials Letters, 59:705-709.
  • Miyazaki, Shuichi, Yong Qing Fu, and Wei Min Huang, 2009. Thin Film Shape Memory Alloys: Fundamentals and Device Applications. Thin Film Shape Memory Alloys: Fundamentals and Device Applications. Cambridge.
  • Surbled, Patrick, Catherine Clerc, Bruno Le Pioufle, Manabu Ataka, and Hiroyuki Fujita, 2001. Effect of the Composition and Thermal Annealing on the Transformation Temperatures of Sputtered TiNi Shape Memory Alloy Thin Films. Thin Solid Films ,401: 52–59.
  • Tang, Guanghai, Dongya Zhang, Junfeng Zhang, Ping Lin, and Guangneng Dong, 2014. Self-Recovery of Worn Surface of TiNi Shape Memory Alloy. Applied Surface Science, 321: 371-377.
  • Zhang, L, C Y Xie, and J S Wu, 2007. Effect of Annealing Temperature on Surface Morphology and Mechanical Properties of Sputter-Deposited Ti-Ni Thin Films. Journal of Alloys and Compounds, 427: 238–43.
Toplam 14 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Konular Makine Mühendisliği
Bölüm Makina Mühendisliği / Mechanical Engineering
Yazarlar

Hikmet Çiçek 0000-0003-3038-4466

İhsan Efeoğlu 0000-0002-9147-2104

Ozan Akar Bu kişi benim

Proje Numarası 117M149
Yayımlanma Tarihi 1 Mart 2021
Gönderilme Tarihi 2 Haziran 2020
Kabul Tarihi 3 Kasım 2020
Yayımlandığı Sayı Yıl 2021 Cilt: 11 Sayı: 1

Kaynak Göster

APA Çiçek, H., Efeoğlu, İ., & Akar, O. (2021). Farklı Sıcaklıklarda Yapılan Isıl İşlemlerin Titanyum-Nikel Filmlerin Kristal Yapısına Etkisinin Araştırılması. Journal of the Institute of Science and Technology, 11(1), 526-534. https://doi.org/10.21597/jist.747039
AMA Çiçek H, Efeoğlu İ, Akar O. Farklı Sıcaklıklarda Yapılan Isıl İşlemlerin Titanyum-Nikel Filmlerin Kristal Yapısına Etkisinin Araştırılması. Iğdır Üniv. Fen Bil Enst. Der. Mart 2021;11(1):526-534. doi:10.21597/jist.747039
Chicago Çiçek, Hikmet, İhsan Efeoğlu, ve Ozan Akar. “Farklı Sıcaklıklarda Yapılan Isıl İşlemlerin Titanyum-Nikel Filmlerin Kristal Yapısına Etkisinin Araştırılması”. Journal of the Institute of Science and Technology 11, sy. 1 (Mart 2021): 526-34. https://doi.org/10.21597/jist.747039.
EndNote Çiçek H, Efeoğlu İ, Akar O (01 Mart 2021) Farklı Sıcaklıklarda Yapılan Isıl İşlemlerin Titanyum-Nikel Filmlerin Kristal Yapısına Etkisinin Araştırılması. Journal of the Institute of Science and Technology 11 1 526–534.
IEEE H. Çiçek, İ. Efeoğlu, ve O. Akar, “Farklı Sıcaklıklarda Yapılan Isıl İşlemlerin Titanyum-Nikel Filmlerin Kristal Yapısına Etkisinin Araştırılması”, Iğdır Üniv. Fen Bil Enst. Der., c. 11, sy. 1, ss. 526–534, 2021, doi: 10.21597/jist.747039.
ISNAD Çiçek, Hikmet vd. “Farklı Sıcaklıklarda Yapılan Isıl İşlemlerin Titanyum-Nikel Filmlerin Kristal Yapısına Etkisinin Araştırılması”. Journal of the Institute of Science and Technology 11/1 (Mart 2021), 526-534. https://doi.org/10.21597/jist.747039.
JAMA Çiçek H, Efeoğlu İ, Akar O. Farklı Sıcaklıklarda Yapılan Isıl İşlemlerin Titanyum-Nikel Filmlerin Kristal Yapısına Etkisinin Araştırılması. Iğdır Üniv. Fen Bil Enst. Der. 2021;11:526–534.
MLA Çiçek, Hikmet vd. “Farklı Sıcaklıklarda Yapılan Isıl İşlemlerin Titanyum-Nikel Filmlerin Kristal Yapısına Etkisinin Araştırılması”. Journal of the Institute of Science and Technology, c. 11, sy. 1, 2021, ss. 526-34, doi:10.21597/jist.747039.
Vancouver Çiçek H, Efeoğlu İ, Akar O. Farklı Sıcaklıklarda Yapılan Isıl İşlemlerin Titanyum-Nikel Filmlerin Kristal Yapısına Etkisinin Araştırılması. Iğdır Üniv. Fen Bil Enst. Der. 2021;11(1):526-34.