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金属合金很多重要的物理性能，是在非平衡条件下获得的。非平衡技术可以引起固溶度的增加，缺陷密度的显著改变，亚稳晶体结构和非晶相的形成，以及合金显微结构的变化。离子束辅助沉积(IBAD)，是二十世纪七十年代末发展起来的一种远离平衡的薄膜制各方法，它是在气相沉积镀膜的同时伴随以一定能量的离子束轰击。
本文使用IBAD方法，研究了若干二元金属系统中非晶和亚稳合金相的形成规律，并对非晶薄膜的力学和电化学性能进行了初步研究。实验中选择三个负生成热系统和一个正生成热进行研究，分别为Ni-Nb(△Hf=-45kJ/mol)、Ni-Mo(△Hf=-11kJ/mol)、Co-Mo(△Hf=-7kJ/mol)和Cu-Mo(△Hf=+28kJ/mol)系统。研究结果表明，对于Ni-Nb、Ni-Mo和Co-Mo三个系统，IBAD方法获得的非晶合金形成范围分别为20-80at.％Ni、30-60at.％Ni和35-60at.％Co。同时，薄膜沉积过程中的离子束轰击也诱导生成了一些亚稳合金相。如Ni-Mo系统中获得的fcc和bcc过饱和固溶体；在Ni80Nb20薄膜中，8keV离子束辅助沉积生成的hcp亚稳晶相等等。在互不固溶的Cu-Mo系统中，利用IBAD方法在很宽的成分范围内实现了两种金属的合金化。当Cu的原子百分含量低于50％时，获得了Mo基的bcc过饱和固溶体，而Mo在Cu中的最大固溶度可达15at.％。文中根据Miedema模型和Alonso提出的计算方法，构建了各系统的Gibbs自由能图，并从热力学和动力学两个方面，对IBAD过程中非晶的形成机制和相演化规律进行讨论，提出了合理的解释。
实验中还利用IBAD在技术上的优势，制备了厚度约为0.5μm的Ni-Nb非晶薄膜，并通过纳米压痕测试和电化学极化测量的方法对其力学和电化学性能进行了研究。实验发现，薄膜的非晶化导致了其硬度和弹性模量的显著下降。非晶薄膜与晶态薄膜之间硬度的显著差异，主要是由于它们在塑性变形过程中具有不同的形变机制；而非晶薄膜弹性模量的下降，则是由于非晶结构中存在更多的自由体积。电化学极化测量的结果表明，在H2SO4和NaOH水溶液中，非晶薄膜的耐腐蚀性都优于对应的晶态多层膜。