金属学报  2007, Vol. 43 Issue (6): 603-606

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多层膜晶界和膜界间竞比变形及其对硬度测量的影响

刘明霞 马飞 黄友兰 黄平 余花娃 张建民 徐可为

西安交通大学金属材料强度国家重点实验室; 西安 710049

刘明霞; 马飞; 黄友兰; 黄平; 余花娃; 张建民; 徐可为 . 多层膜晶界和膜界间竞比变形及其对硬度测量的影响[J]. 金属学报, 2007, 43(6): 603-606 .

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(207 KB)   摘要: 使用磁控溅射法制备了不同调制波长的Ni/Al多层膜，利用X射线衍射（XRD）和高分辨显微技术（HRTEM）对薄膜进行了微结构表征，采用连续刚度法（CSM）研究了不同压入深度下多层膜的硬度。结果表明，随调制波长减小，薄膜呈纳米晶结构特征且存在超硬效应。调制波长L大于30 nm时，纳米压入硬度随压入深度的增加而升高；L小于30 nm时最大压入深度的硬度测量值反而最小。同时发现压入深度较小时硬度相对大小对调制波长不敏感。结合微结构表征，从晶界和膜界的竞比变形角度进行了分析讨论。 关键词 ： 多层膜,  硬度,  压入深度,  调制波长,  晶界     Abstract：Ni/Al nanomutlialyers with different modulated periods were prepared using multi-target magnetron sputtering method. The microstructure of nanomultialyers was studied by X-ray diffraction (XRD) and high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM). The continuous stiffness mode (CSM) was employed to measure the effect of loading depth on the determination of hardness of thin films by means of nanoindentation. The results reveal that crystalline was strengthened with the increasing modulated period, L. And the superhardness phenomenon was observed for Ni/Al multilayers. Interestingly, for the multilayer with L more than 30 nm, depth-dependent hardness increased with the enhanced loading depth. However, the highest-depth hardness shows the lowest value for the Ni/Al multilayer with modulated period less than 30 nm. This tendency indicates the depth-sensing hardness for nanomultilayer by nanoindentation and this result is attributed to the competitive effects of modulated period and grain boundary. Key words： multilayer    hardness    loading depth    modulated period    grain boundary 收稿日期: 2006-10-10      ZTFLH:  TB43   服务 把本文推荐给朋友 加入引用管理器 E-mail Alert RSS 作者相关文章 刘明霞 马飞 黄友兰 黄平 余花娃 张建民 徐可为 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/Y2007/V43/I6/603 [1]Amar G J.Phys Rev Lett,1990;64:543 [2]Saha.R,Nix W D.Acta Mater,2002;50:23 [3]Saha.R,Nix W D.Mater Sci Eng,2001;A319:898 [4]Lilleodden E T,Nix W D.Acta Mater,2006;54:1583 [5]Choi Y,Vliet K J V,Li J,Suresh S.J Appl Phys,2003; 94:6050 [6]Cheng Y T,Cheng C M.Mater Sci Eng,2004;R44:91 [7]Shan Z W,Stach E A,Wiezorek J M K,Knapp J A, Follstaedt D M,Mao S X.Science,2004;305:654 [8]Chen M W,Ma E,Hemker K J,Sheng H W,Wang Y M, Cheng X M.Science,2003;300:1275 [9]Schiφtz J,Tolla F D D,Jacobsen K W.Nature,1998;391: 561 [10]Marvina L A,Marvin V B.Tech Phys,1997;42:49 [11]Xu J H,Yu L H,Azuma Y,Fujimoto T,Umehara H, Kojima I.Appl Phys Lett,2002;81:4139 [12]Koehler J S.Phys Rev,1970;2B:547 [13]Chu X,Barnett S A.J Appl Phys,1995;77:4403 [14]Evers L,Brekelmans W,Geers M.Int J Solids Struct, 2004;41:5209 [15]Misra A,Verdier M,Lu Y C,Kung H,Mitchell T E,Nas- tasi M,Embury J D.Scr Mater,1998;39:555 [16]Nes E,Holmedal B,Evangelista E,Marthinsen K.Mater Sci Eng,2005;A410-411:178 [17]Marthinsen K,Nes E.Mater Sci Technol,2001;17:376 [18]Misra A,Hirth J P,Hoagland R G.Acta Mater,2005;53: 4817 [19]Hoagland R G,Kurtz R J,Henager C H.Scr Mater,2004; 50:775 [1] 常松涛, 张芳, 沙玉辉, 左良. 偏析干预下体心立方金属再结晶织构竞争[J]. 金属学报, 2023, 59(8): 1065-1074. [2] 徐永生, 张卫刚, 徐凌超, 但文蛟. 铁素体晶间变形协调与硬化行为模拟研究[J]. 金属学报, 2023, 59(8): 1042-1050. [3] 张海峰, 闫海乐, 方烽, 贾楠. FeMnCoCrNi高熵合金双晶微柱变形机制的分子动力学模拟[J]. 金属学报, 2023, 59(8): 1051-1064. [4] 王宗谱, 王卫国, Rohrer Gregory S, 陈松, 洪丽华, 林燕, 冯小铮, 任帅, 周邦新. 不同温度轧制Al-Zn-Mg-Cu合金再结晶后的{111}/{111}近奇异晶界[J]. 金属学报, 2023, 59(7): 947-960. [5] 李福林, 付锐, 白云瑞, 孟令超, 谭海兵, 钟燕, 田伟, 杜金辉, 田志凌. 初始晶粒尺寸和强化相对GH4096高温合金热变形行为和再结晶的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(7): 855-870. [6] 李昕, 江河, 姚志浩, 董建新. O原子对高温合金基体Ni、Co和NiCr晶界作用的理论计算分析[J]. 金属学报, 2023, 59(2): 309-318. [7] 杨杜, 白琴, 胡悦, 张勇, 李志军, 蒋力, 夏爽, 周邦新. GH3535合金中晶界特征对碲致脆性开裂影响的分形分析[J]. 金属学报, 2023, 59(2): 248-256. [8] 刘路军, 刘政, 刘仁辉, 刘永. Nd90Al10 晶界调控对晶界扩散磁体磁性能和微观结构的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(11): 1457-1465. [9] 王海峰, 张志明, 牛云松, 杨延格, 董志宏, 朱圣龙, 于良民, 王福会. 前置渗氧对TC4钛合金低温等离子复合渗层微观结构和耐磨损性能的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(10): 1355-1364. [10] 梁琛, 王小娟, 王海鹏. 快速凝固Ti-Al-Nb合金B2相形成机制与显微力学性能[J]. 金属学报, 2022, 58(9): 1169-1178. [11] 王江伟, 陈映彬, 祝祺, 洪哲, 张泽. 金属材料的晶界塑性变形机制[J]. 金属学报, 2022, 58(6): 726-745. [12] 李海勇, 李赛毅. 纯Al <111>对称倾斜晶界迁移行为温度相关性的分子动力学研究[J]. 金属学报, 2022, 58(2): 250-256. [13] 王韬, 龙弟均, 余黎明, 刘永长, 李会军, 王祖敏. 超高压烧结制备14Cr-ODS钢及微观组织与力学性能[J]. 金属学报, 2022, 58(2): 184-192. [14] 张金钰, 屈启蒙, 王亚强, 吴凯, 刘刚, 孙军. 金属/高熵合金纳米多层膜的力学性能及其辐照效应研究进展[J]. 金属学报, 2022, 58(11): 1371-1384. [15] 项兆龙, 张林, XIN Yan, 安佰灵, NIU Rongmei, LU Jun, MARDANI Masoud, HAN Ke, 王恩刚. Cr含量对FeCrCoSi永磁合金调幅分解组织及其性能的影响[J]. 金属学报, 2022, 58(1): 103-113. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed