Fabricación y caracterización a escala micro y nano métrica de la SMA de Cu-Al-Ni para su aplicación en MicroElectroMechanical Systems (MEMS)

Abstract

Las aleaciones con memoria de forma SMAs (Shape Memory Alloys) presentan un gran potencial para el desarrollo de nuevos MEMS (MicroElectroMechanical Systems) que puedan cubrir la creciente demanda, de sensores y actuadores sofisticados, en todos los campos de la ciencia y la tecnología. Esta tesis aborda el estudio de fabricación y caracterización a escala micro y nanométrica de la SMA de Cu-Al-Ni para su aplicación en MEMS a partir de dos aproximaciones: La fabricación y caracterización microestructural de películas delgadas, y la caracterización mecánica a escala nanométrica de micro y nanopilares monocristalinos tallados mediante bombardeo iónico focalizado (FIB). En el primer caso se presenta el método de aleado de multicapas elementales para obtener esta SMA en forma de película delgada (1 ¿m, espesor), así como su caracterización mediante In-situ-TEM. En el segundo caso, se presenta la caracterización de micro/nano pilares (2 ¿m-260 nm, diametro) mediante ensayos de nano-compresión, a partir de los cuales se ha puesto en evidencia, por primera vez, un notable efecto de tamaño sobre el comportamiento superelástico, que se ha interpretado según un modelo atomístico-elástico. También se evaluó el efecto superelástico y el amortiguamiento mecánico asociado, en función del ciclado y su reproducibilidad en el tiempo (3.5 años). Finalmente se presentan resultados de nano-compresión In-situ-SEM.