研究目的
开发并分析一种镍钛合金集成光纤传感器，重点研究其生命周期行为、形态学、结构特性和热学性能，以及其在微机电系统中的应用。
研究成果
通过闪蒸法制备的镍钛合金涂层光纤呈现出循环周期性，在马氏体相中为单斜结构，在R相中为菱方结构，在奥氏体相中为立方结构。该传感器可感知70°C至130°C的温度范围，最大位移达2.25毫米，灵敏度为0.01毫伏/摄氏度。所开发的形状记忆合金涂层光纤能在超过1毫牛的力作用下驱动，且在较高温度范围内比裸光纤具有更好的透光性。
研究不足
制造成本高于传统金属涂层，缺乏形状记忆合金（SMA）技术方面的专业人才，且由于闪蒸镀膜导致光学透过率降低。
1：实验设计与方法选择：
采用闪蒸沉积法在高真空条件下于塑料光纤（POF）上制备NiTi薄膜。
2：样品选择与数据来源：
使用镍钛合金丝（50%镍和50%钛）进行沉积，选用特定尺寸的POF通过机械加载预拉伸5%。
3：实验设备与材料清单：
差示扫描量热仪（DSC）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、热重分析仪（TGA），以及包含激光位移传感器、数据采集系统、Arduino继电器电路、热光传感器与可编程电源的电驱动测试装置。
4：实验流程与操作步骤：
表征NiTi涂层光纤的形貌特征、结构属性和热学性能，通过焦耳加热法施加不同负载电压进行电驱动测试。
5：数据分析方法：
分析DSC、SEM、XRD及TGA数据以评估NiTi涂层光纤的性能特性。
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获取完整内容-
differential scanning calorimetry
Measuring the disparities in heat capacity using the variation in heat flow.
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scanning electron microscopy
Examining the morphology of the developed coating.
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X-ray diffraction
Characterizing the structural properties of the samples.
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thermogravimetric analysis
Analyzing the thermal characteristics of the samples.
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laser displacement sensor
Measuring displacement during electrical actuation tests.
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data acquisition system
Recording data during experiments.
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Arduino-relay circuit
Arduino
Acting as a switch which alternates between heating and cooling of the SMA embedded in the optical fiber.
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thermo-optical sensor
Measuring the light intensity in terms of equivalent current at the output side.
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programmable power supply
Supplying power during electrical actuation tests.
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Flir One thermal camera
Flir
Recording thermal images during the life cycle test.
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