【摘 要】
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研究了 Nb含量对纳米晶Cu-Nb薄膜微观结构和性能的影响.使用非平衡磁控溅射离子镀技术,在具有(100)晶面的单晶Si基体和玻璃基体上制备不同Nb含量的Cu-Nb纳米晶薄膜,研究Nb含量对纳米晶Cu-Nb薄膜微观结构和性能的影响.将样品置于卧式真空退火炉中进行400℃退火,用配备了能量色散X射线光谱仪的场发射扫描电镜、原子力显微镜、X射线衍射仪、纳米压痕仪和四探针电阻率测试仪等分析了退火前后薄膜的微观结构、力学性能与电学性能.结果表明,沉积态Cu-Nb薄膜表面由致密的纳米晶组成,表面粗糙度最高仅为8.5
【机 构】
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太原理工大学新型碳材料研究院,山西太原 030024;宁波工程学院材料与化学工程学院,浙江宁波 315211;宁波工程学院材料与化学工程学院,浙江宁波 315211;太原理工大学新型碳材料研究院,山西
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研究了 Nb含量对纳米晶Cu-Nb薄膜微观结构和性能的影响.使用非平衡磁控溅射离子镀技术,在具有(100)晶面的单晶Si基体和玻璃基体上制备不同Nb含量的Cu-Nb纳米晶薄膜,研究Nb含量对纳米晶Cu-Nb薄膜微观结构和性能的影响.将样品置于卧式真空退火炉中进行400℃退火,用配备了能量色散X射线光谱仪的场发射扫描电镜、原子力显微镜、X射线衍射仪、纳米压痕仪和四探针电阻率测试仪等分析了退火前后薄膜的微观结构、力学性能与电学性能.结果表明,沉积态Cu-Nb薄膜表面由致密的纳米晶组成,表面粗糙度最高仅为8.54 nm,且无明显的孔洞和裂纹等缺陷.随着Nb含量的增加,薄膜的平均晶粒尺寸下降5 nm,薄膜的硬度也因细晶强化而有所增加,在靶电流为1.3 A时达到最大值4.9 GPa.退火态样品在硬度、弹性模量、平均晶粒尺寸和表面粗糙度方面与沉积态薄膜相比有较小的变化,Cu-Nb薄膜表现出优良的热稳定性.Nb的加入可有效细化晶粒,达到细晶强化的效果,同时Cu-Nb不互溶的特性使得纳米晶薄膜在高温下也可保持较好的热稳定性.Nb靶溅射电流为0.5 A时薄膜综合性能最佳,此时沉积态Cu-Nb薄膜的电阻率最低,为3.798×10-7 Ω/m,硬度和弹性模量高达4.6 GPa和139.5 GPa,薄膜厚度为1050 nm,粗糙度Ra为4.70 nm.
其他文献
为了探讨氮含量及固溶温度对21-6-9不锈钢组织和硬度的影响,分别在950、1000、1050和1100 T对3种不同氮含量的热轧态21-6-9不锈钢进行l h固溶处理,通过光学显微镜观察其组织结构,结合Thermo-Calc热力学计算对试验钢的微观组织进行分析,并对其进行硬度测试.结果表明,0.20％～0.28％N的21-6-9不锈钢热轧后沿轧制方向析出铁素体,且钢中铁素体经950～1100℃固溶处理可消除,当N含量达到0.34％时,试验钢中不再出现铁素体.随着固溶处理温度的升高,21-6-9不锈钢的晶
采用热压烧结技术制备了 CoCrTi-(2.5,4.0,6.0)WS2复合材料,并优化了 WS2的含量.通过球-盘式高温摩擦试验机研究了复合材料在室温至1000℃范围内的摩擦学性能.使用X射线衍射仪和扫描电镜等分析了复合材料的显微组织和物相组成.结果表明:适量WS2的添加显著提高了材料的硬度与摩擦学性能.3种复合材料的摩擦因数和磨损率均表现出大致相同的变化趋势:在室温至400℃的试验条件下,摩擦因数随温度的升高而降低,磨损率变化趋势则相反.在400℃到1000℃,摩擦因数随温度的升高小幅增大;磨损率随温度
采用OM、SEM、EDS、相分析、硬度测试和冲击性能试验等分析手段,对比研究Nb含量为0、0.067％和0.270％(质量分数)的H13试验钢淬回火后的组织及力学性能.结果表明,加入Nb后试验钢淬火硬度有所下降;淬火温度提高后,含Nb试验钢的晶粒尺寸小于0Nb试验钢,但含Nb试验钢中存在部分未溶碳化物;3种试验钢回火后的二次硬化峰均出现在510℃.经1050℃淬火、不同温度回火后,0.067Nb试验钢的冲击吸收能量高于0Nb试验钢.0.27Nb试验钢受到大尺寸碳化物的影响,淬火温度在1080℃以下时,冲击
研究了不同再结晶退火和调质处理工艺对0Cr13不锈钢常温下力学性能和磁性能的影响.结果表明:0Cr13钢经980℃x1 h淬火,水冷+725℃x2h回火,水冷+400℃x2h回火,炉冷处理,可以获得铁素体和马氏体双相组织,力学性能与磁性能的匹配较好;0Cr13钢经980℃x1h淬火,水冷+725℃x2h回火,水冷+870℃x2 h回火,炉冷处理,磁性能优异,且矫顽力较小,但强度显著下降.820℃x5 h炉冷再结晶退火后,可获得更加规整、均匀的等轴铁素体组织,强度比调质处理的低,但具有良好的软磁性能.调质处
通过改变镁的含量,设计了 4种不同成分的Al-6.0Zn-xMg合金.采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、差式扫描量热分析仪(DSC)、硬度、导电率以及室温拉伸等分析测试方法,研究了 Mg含量对Al-Zn-Mg合金铸态、均匀化态组织性能及T6态力学性能的影响.结果表明:4种铸态合金组织晶界附近存在大量共晶网状结构与链状第二相,主要为α(Al)+三元T(AlZnMg)相,合金中还存在少量的Al3(Zr,Ti)相和富铁相,提高Mg含量会使合金组织中的非平衡共晶相增加.合金均匀化处理后空冷,基体内有大量
针对无Nb和0.05wt％Nb两种中低碳钢,研究了 Nb对0.25wt％C超级贝氏体钢组织与性能的影响.结果表明,对两种试验钢采用轧后先快冷后缓冷的等温工艺,均可获得贝氏体组织.300℃等温8 h,含Nb钢贝氏体含量达到80％,屈服强度提高12％(109 MPa),冲击吸收能量达到52 J.通过Thermal-Calc软件计算并结合TEM观察发现,含Nb钢中Nb元素与Mo等元素形成复杂碳化物,析出的细小碳化物钉扎板条边界,细化贝氏体板条,抑制板条合并与粗化,提高板条的稳定性.等温8h后,含Nb钢的贝氏体铁
利用选区电化学沉积技术在45钢基体上沉积镍镀层,并对其进行形貌观察、能谱分析探寻选区电化学沉积镍镀层组织生长规律,并将镀层和基体耐磨性进行了试验对比.结果表明,选区电化学沉积生长过程为由小型颗粒逐步生长堆叠成为致密镀层;晶粒生长呈螺旋式上升堆叠形态,球状晶粒内部和表面存在微裂纹;晶粒间隙处存在氧元素,氧化反应对于小型晶粒之间的相互融合起抑制作用;选区电化学沉积镍镀层结构组织更加致密,镀层组织与基体组织间存在明显的分界线,镀层组织相较于基体材料耐磨性更好.
通过铜辊甩带法制备了成分为Fe73.5-xSi13.5B9Cu1Nb3Nix(x=0、1、2、3)的非晶带材,并对其进行退火处理.利用XRD、DSC、VSM和软磁直流测试仪等对带材的相结构、热稳定性以及软磁性能进行测试分析.结果表明,所制备合金带材淬火态下均为完全非晶结构,经560℃保温60 min退火处理后,合金中形成了非晶和a-Fe(Si)纳米晶双相共存结构.随着Ni含量的增加,整体上非晶带材的一级起始晶化温度Ts1和二级起始晶化温度Ta2先减小后增大,两级起始晶化温度之差△Ts整体呈下降的趋势,由1
借助扫描电镜、电子背散射衍射和透射电镜组织观察,对生物医用奥氏体不锈钢316L的形变组织进行了多尺度深入研究,其工程应变量范围为2％～40％.结果表明,当应变＞20％时,316L奥氏体不锈钢中的和取向平行于拉伸方向,即出现了大量的变形孪晶和马氏体.从微米尺度和纳米尺度对孪晶和马氏体相变做详细分析发现,形变首先诱发形成变形孪晶,由于孪晶界减小了位错平均自由程而引起位错塞积,进一步诱发马氏体的转变.随着变形量的增加出现了更多的孪晶和α-马氏体,马氏体相变的过程只有γ→α转变,α马氏体主要分布在孪晶界附近,特别
采用机械混合法制备了不同含量(0、0.05、0.1、0.2、0.5wt％)镀镍多壁碳纳米管(Ni-CNTs)复合Sn-3.0Ag-0.5Cu(SAC305)无铅钎料.采用F4N回流炉对SAC305-x(Ni-CNTs)钎料进行回流焊,利用电热鼓风干燥箱对焊点试样进行170℃时效(t=0、48 h)处理.结合DTA、SEM、EDS等分析手段研究了不同镀镍碳纳米管含量对Sn-3.0Ag-0.5Cu钎料润湿性、熔点和焊点界面金属间化合物(IMC)层的影响.结果表明:Ni-CNTs可以显著改善钎料的润湿性,降低钎