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共溅射Al-Zr合金薄膜的非晶化及其力学性能

马冰洋 张安明 尚海龙 孙士阳 李戈扬

共溅射Al-Zr合金薄膜的非晶化及其力学性能

马冰洋, 张安明, 尚海龙, 孙士阳, 李戈扬
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  • 为研究合金薄膜非晶化后力学性能持续提高的原因,通过双靶磁控共溅射方法制备了一系列不同Zr含量的Al-Zr合金薄膜,采用EDS,XRD,TEM 和纳米力学探针表征了薄膜的微结构和力学性能. 结果表明:在溅射粒子高分散性和薄膜生长非平衡性的共同作用下,较低Zr 含量的薄膜形成超过饱和固溶体,剧烈的晶格畸变使薄膜的晶粒纳米化,其硬度相应迅速提高. 随Zr含量的进一步增加薄膜形成非晶结构,非晶薄膜的硬度因Al-Zr键数量的增加持续提高,并在含33.3 at.%Zr达到9.8 GPa后增幅减缓. 研究结果揭示了非晶薄膜中Al-Zr键对薄膜力学性能的显著作用.
    • 基金项目: 国家重点基础研究计划(973)计划(批准号:2012CB619601)和国家自然科学基金(批准号:51371118)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-09-11
  • 修回日期:  2014-03-13
  • 刊出日期:  2014-07-05

共溅射Al-Zr合金薄膜的非晶化及其力学性能

  • 1. 上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室, 上海 200240
    基金项目: 

    国家重点基础研究计划(973)计划(批准号:2012CB619601)和国家自然科学基金(批准号:51371118)资助的课题.

摘要: 为研究合金薄膜非晶化后力学性能持续提高的原因,通过双靶磁控共溅射方法制备了一系列不同Zr含量的Al-Zr合金薄膜,采用EDS,XRD,TEM 和纳米力学探针表征了薄膜的微结构和力学性能. 结果表明:在溅射粒子高分散性和薄膜生长非平衡性的共同作用下,较低Zr 含量的薄膜形成超过饱和固溶体,剧烈的晶格畸变使薄膜的晶粒纳米化,其硬度相应迅速提高. 随Zr含量的进一步增加薄膜形成非晶结构,非晶薄膜的硬度因Al-Zr键数量的增加持续提高,并在含33.3 at.%Zr达到9.8 GPa后增幅减缓. 研究结果揭示了非晶薄膜中Al-Zr键对薄膜力学性能的显著作用.

English Abstract

参考文献 (22)

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