"Ti35-xZr15HfxNi35-yCoyCu15 (x= 5, 10, 15; y= 5, 10)擬二元高熵形狀記憶合金之麻田散體相變態行為與機械性質之研究 "

Abstract

"本研究針對Ti35-xZr15HfxNi35-yCoyCu15 (x= 5, 10, 15; y= 5, 10)擬二元高熵形狀記憶合金之相變態溫度、顯微結構、晶體結構、形狀記憶效應、超彈性以及彈熱效應進行研究，並分別對爐冷試片與固溶試片進行探討。Ti35Zr15Ni35Cu15固溶試片添加Hf會使麻田散體相相變態溫度上升，Mp上升幅度為16.57°C /(at.% Hf)；再添加Co會使麻田散體相相變態溫度下降，Mp下降幅度為-18.53°C/(at.% Hf)。這些結果顯示可透過調整合金元素比例以設計不同變態溫度與應用之高熵形狀記憶合金。所有試片經過固溶處理後皆為固溶體與(Ti,Zr,Hf)2(Ni,Cu)或(Ti,Zr,Hf)2(Ni,Co,Cu)析出物之組成，並且固溶處理後所有試片之相變態溫度皆往上升，這是由於部分(Ti,Zr,Hf)2(Ni,Cu)或(Ti,Zr,Hf)2(Ni,Co,Cu)溶解回基底，導致基底之Ti類含量往上升，也使得相變態溫度往上升。在XRD中觀察到，不管是爐冷試片或是固溶試片都有麻田散體或沃斯田體相變態殘留的行為，推斷是由於添加的元素較多造成晶格嚴重扭曲，使得部分麻田散體相或母相無法透過溫度來誘發相變態。形狀記憶效應測試顯示，固溶處理後由於部分脆性的(Ti,Zr,Hf)2(Ni,Cu)或(Ti,Zr,Hf)2(Ni,Co,Cu)溶解回基底，也使得試片可以承受的應力皆更高，並且在更高的應力下都沒有斷裂，也有更大的相變應變，試片之承受應力皆提升至500MPa以上，可回復應變提升至4.75%以上。超彈性測試下也可以看到經過固溶處理後，所有試片在不同應變下試片之可回復應變明顯上升，不可回復應變下降。在彈熱效應中觀察到，Hf5固溶試片之彈熱效應最大，在5%應變量時有最大的彈熱效應△T=-15.3°C，與其他固溶試片相比，接下來依序為Hf10、Co5與Co10，這個順序與超彈性之可回復應變量相符。研究結果顯示，固溶處理可提高高熵形狀記憶合金之性能。"