国家自然科学基金(51371118)
- 作品数：6 被引量：9H指数：2
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- 相关领域：金属学及工艺理学化学工程一般工业技术更多>>
- 纳米晶固溶强化的多层膜实验模拟研究
- 虽然在粗晶材料中，固溶强化已得到深入研究并提出了许多成熟的理论和模型，然而，已有的固溶强化理论并不一定适用于纳米晶合金。现有研究对纳米晶合金中是否存在固溶强化以及其效果如何仍存在争议，既有强化作用更为显著的观点，也有强化...
- 石恺成张安明马冰洋尚海龙李荣斌李戈扬
- 溅射Al粒子对AlN的“润湿”与钎焊
- 钎焊是陶瓷材料与自身或与金属、半导体等连接的最主要方法,由于金属熔液难以润湿陶瓷,传统钎焊方法通过在陶瓷钎焊面形成可被金属熔液润湿的反应过渡层而实现对陶瓷的钎焊连接,然而这种脆性反应过渡层常对钎焊接头的性能造成不利影响。...
- 赵博文
- 关键词：润湿ALN陶瓷钎焊
- 文献传递
- 双靶共溅射TiB_2/Al复合薄膜的结构特征与力学性能被引量：1
- 2015年
- 为研究高分散陶瓷对金属薄膜的强化作用,通过Al和Ti B2靶磁控共溅射方法制备了不同Ti B2含量的铝基复合薄膜,采用X射线能量分散谱仪、X射线衍射仪、透射电子显微镜、扫描透射电子显微镜和微力学探针表征了薄膜的微结构和力学性能。结果表明:在溅射粒子的高分散性和薄膜生长的非平衡性共同作用下,Ti B2靶的溅射粒子被超过饱和地固溶于Al的晶格中,复合薄膜形成的固溶体兼具了置换和间隙2种固溶类型特征。在这种置换和间隙"双超过饱和固溶"的作用下,铝固溶体的晶格产生剧烈畸变,复合薄膜的晶粒在很低的溶质含量下就迅速纳米化,并在晶界区域形成溶质的富集区。随溶质含量的增加,晶界的宽化使复合薄膜逐步形成了极细纳米晶分布于非晶基体中的结构。与此相应,薄膜的硬度迅速提高并在含5.8%Ti B2时达到6.9 GPa的最高值,进一步提高Ti B2的含量,复合薄膜因逐渐非晶态而呈现硬度的降低。研究结果显示了高分散Ti B2的超过饱和固溶对铝基薄膜显著的晶粒纳米化作用和强化效果。
- 尚海龙李涛李荣斌郭西振张新馨李戈扬
- 关键词：力学性能磁控溅射
- 共溅射V-Zr合金薄膜:化合物、微结构和硬度
- 2016年
- 为了揭示合金薄膜中金属间化合物对薄膜微结构和力学性能的影响,通过双靶磁控共溅射方法制备了一系列不同Zr含量的V-Zr合金薄膜,采用能量分散谱、X射线衍射、透射电镜和纳米力学探针研究了薄膜微结构和硬度随Zr含量的变化。研究结果表明:由于溅射薄膜生长的高非平衡性,Zr原子可以过饱和地固溶于V的晶格中,并造成晶格的畸变,使薄膜的晶粒在低的Zr含量下就成为纳米晶,随着Zr含量的增加,薄膜形成由V和V_2Zr组成的非晶结构,并且逐步转变为主要由V_2Zr化合物组成的非晶。与微结构的变化相对应,薄膜的硬度在低Zr含量时因过饱和固溶和晶粒的纳米化迅速提高,而形成非晶结构后则因V_2Zr的逐步增加而维持在高值。
- 齐进艳孙士阳石恺成尚海龙李戈扬
- 关键词：微结构磁控溅射
- 纳米晶固溶体中反Hall-Petch现象的实验证实
- 由于具有优异的力学性能，纳米晶金属的形变机制成为近年来的研究热点。已有的研究表明，随着晶粒尺寸减小到30nm后，纳米晶纯金属的力学性能不再遵从Hall-Petch关系，甚至出现下降的反Hall-Petch现象。但是，在更...
- 尚海龙马冰洋石恺成长安明李荣斌李戈扬
- 评Veprek的nc-TiN/a-Si_3N_4模型和其“超过金刚石硬度”的实验基础被引量：3
- 2015年
- 由于报道获得了超过金刚石的硬度,TiN/Si3N4纳米复合薄膜成为十多年来超硬材料和薄膜材料的重要热点。本文从实验基础方面对这类薄膜的Veprek模型和＂超高硬度＂进行了评述。在微结构方面,Veprek提出的非晶Si3N4包裹TiN纳米晶的结构模型（即nc-TiN/a-Si3N4）缺乏足够的实验依据,直接观察表明：高硬度薄膜中的TiN晶粒并非等轴晶,而是纳米直径的柱状晶。就Si3N4界面相来说也并非以1个单分子层（~0.3 nm）的非晶态存在,而是厚度约3个分子层（~0.7 nm）的晶体态,更重要的是Si3N4界面相与相邻的TiN晶体形成了共格结构。在制备技术方面,十余年来始终没有人在这类材料中重复出Veprek超过金刚石硬度的结果,Veprek不仅将其归咎于缺乏足够高的沉积温度和氮分压,甚至归咎于薄膜中存在不可避免的微量氧,但也缺乏足够的直接证据。在超高硬度的样品方面,Veprek所报道超过金刚石硬度（最高达138.9 GPa）的样品不但未经任何他人检测确认,而且现在这些样品已经不存在了。
- 李戈扬
- 关键词：微结构
- 共溅射Al-Zr合金薄膜的非晶化及其力学性能被引量：1
- 2014年
- 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.
- 马冰洋张安明尚海龙孙士阳李戈扬
- 关键词：非晶薄膜力学性能
- 纳米晶合金强化的多层膜实验模拟研究
- 虽然在粗晶材料中,固溶强化已得到深入研究并提出了许多成熟的理论,但已有的固溶强化理论并不一定适用于纳米晶合金。现有研究对纳米晶合金中是否存在固溶强化以及其效果如何仍存在争议,主要原因在于当纳米晶合金溶质含量发生改变时,晶...
- 石恺成
- 关键词：固溶强化纳米晶合金多层膜晶粒尺寸
- 文献传递
- 溅射Al对AlN的“润湿”与钎焊被引量：4
- 2016年
- 由于润湿性不佳,难以实现金属钎料对陶瓷的无过渡层直接钎焊,本文在研究了溅射Al薄膜对Al N的＂润湿＂作用的基础上,通过磁控溅射的方法在Al N表面沉积Al基薄膜作为钎料,在真空条件下对Al N陶瓷进行了直接钎焊.采用高景深光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线能量分散谱表征了钎焊接头和剪切断口的组织及形貌.结果表明,高能量溅射Al粒子对Al N的撞击可以形成只有850°C以上高温才可获得的Al—N化学键,实现Al对Al N的＂润湿＂,使Al基薄膜钎料能够在较低的温度（510°C）对Al N直接钎焊.此方法获得的Al/Al N接头的剪切强度达到104 MPa,含3.8 at.%Cu的Al合金钎料接头强度可进一步提高到165 MPa,它们的剪切断裂都产生于钎缝金属之中;增加钎料中的Cu含量至9.1 at.%后,Cu在钎缝与陶瓷界面的偏聚使接头的剪切强度降低为95 MPa.Al-20 at.%Ge合金可以将钎焊温度降低至510°C,但Ge在钎缝与陶瓷界面的偏聚使接头在48 MPa发生断裂.
- 赵博文尚海龙陈凡石恺成李荣斌李戈扬
- 关键词：润湿ALN陶瓷钎焊
- Cu-Ti合金薄膜的微结构和力学性能
- 2015年
- 通过磁控共溅射方法制备了一系列不同Ti含量的Cu-Ti合金薄膜,采用EDS、XRD、TEM、AFM和纳米力学探针表征了薄膜的微结构和力学性能,研究了化合物对超过饱和固溶薄膜的强化作用。结果表明,由于溅射粒子的高分散性和薄膜生长的高非平衡性,Cu-Ti薄膜形成了超过饱和固溶体,晶格的剧烈畸变使Cu固溶体晶粒迅速细化。随Ti含量的增加,薄膜中产生高分散的细小Cu Tix化合物,并逐步形成Cu超过饱和固溶体纳米晶和细小化合物分布于非晶基体中的结构。与微结构的变化相应,薄膜的硬度随Ti含量的增加持续提高,并在含21.4%Ti(原子分数)时达到8.7GPa的最高值。高分散金属间化合物的存在是Cu-Ti合金薄膜在形成非晶结构后硬度得以继续提高的原因。
- 张安明李玉阁尚海龙马冰洋孙士阳李戈扬
- 关键词：金属间化合物微结构力学性能
