郭中正
,
孙勇
,
李玉阁
,
周铖
,
彭明军
材料导报
利用磁控共溅射法在液氮冷却的衬底(LNCs)上制备了Al-Pb合金薄膜,运用EDX、XRD、TEM和SEM对薄膜成分、结构及形貌进行了研究.结果表明,Al-Pb薄膜在Pb含量为7.38%～2.73%(原子分数,下同)的宽范围内,均存在Al在Pb中的fcc Pb(Al)亚稳过饱和置换固溶体,固溶度与膜成分相关,随薄膜Pb含量的变化,固溶度在3.03%～5.31%A1之间变化,Al-48.9%Pb膜扩展固溶度最大(5.31%A1),薄膜Pb含量降低或升高时,fccPb(Al)固溶体的固溶度下降.此结果与Miedema理论计算的Al-Pb系混合焓随Pb含量的变化趋势相似.低温衬底下Pb的体扩散弱化并导致相分离倾向降低是固溶延展的动力学原因.
关键词:
Al-Pb合金薄膜
,
亚稳固溶体
,
扩展固溶度
,
磁控共溅射
沈洁
,
李冠群
,
李玉阁
,
李戈扬
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2012.00536
为了提高碳化物靶溅射薄膜的结晶程度和相应的力学性能, 采用等化学计量比的VC靶(n(C):n(V)=1:1)和富V的VC靶(n(C):n(V)=0.75:1)通过磁控溅射方法制备了一系列VC薄膜, 利用EDS、XRD、SEM和微力学探针研究了靶成分、溅射气压和基片温度对薄膜化学成分、微结构和力学性能的影响. 结果表明, 对于等化学计量比的VC靶, 在Ar气压为2.4~3.2 Pa的范围内可获得结晶程度和硬度较高的VC薄膜, 其最高硬度为28 GPa. 而采用富V的VC靶时, 在较低的Ar气压(0.6~1.8 Pa)下就可获得结晶程度高的VC薄膜, 其硬度达到31.4 GPa. 可见, 相对于溅射参数的Ar气压和基片温度, 靶的成分对于所获薄膜的成分、微结构和力学性能影响更显著, 因而适当提高靶中金属组分的含量是获得结晶良好且具高硬度的VC薄膜更为有效的途径.
关键词:
碳化钒; 薄膜; 微结构; 力学性能; 磁控溅射
郭中正
,
孙勇
,
段林昆
,
郭诗玫
,
李玉阁
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2010.01.008
用磁控共溅射法制备Cu-W合金薄膜,运用EDX,XRD,TEM,SEM和纳米压痕仪对薄膜成分、结构和力学性能及其关系进行了研究.结果表明,含W较低的Cu_(82.1)W_(17.9)(%,原子分数)和W浓度较高的Cu_(39.8)W_(60.2)薄膜为晶态结构且出现固溶度扩展,分别存在fcc Cu(W)亚稳过饱和固溶体(固溶度4.8%W)和bcc W(Cu)亚稳过饱和固溶体(固溶度5.7%Cu),W含量为31.8%,45.7%,54.8%的Cu-W薄膜呈非晶态,表面粗糙度较晶态Cu-W薄膜低.总体上非晶Cu-W薄膜弹性模量E和硬度H值较低,fcc Cu-W膜实测E值介于Voigt和Reuss规则预测值之间,bcc和非晶Cu-W膜实测E值分别高于和低于预测值;晶态Cu-W膜实测H值与Voigt规则计算值的符合性优于非晶膜,薄膜结构对力学性能预测可靠性影响较大.
关键词:
Cu-W合金薄膜
,
微观结构
,
非晶态
,
力学性能
张安明
,
李玉阁
,
尚海龙
,
马冰洋
,
孙士阳
,
李戈扬
稀有金属材料与工程
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CuTix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.
关键词:
铜合会薄膜
,
超过饱和固溶体
,
金属间化合物
,
微结构
,
力学性能
郭中正
,
孙勇
,
段林昆
,
李玉阁
,
彭明军
材料导报
采用磁控溅射共沉积法制备Al-Pb复合薄膜,运用TEM、SEM、EDX和电阻-温度仪对薄膜微观结构和电性能进行研究.结果表明,Al-Pb薄膜具有温度敏感性,电阻温度系数(TCR)可达8.4×10-3℃-1.薄膜微观结构含富Al基体相和富Pb第二相,呈两相组织.随着厚度的增大,第二相粒子及基体相晶粒粒度增大,界面密度降低,界面电子散射效应减弱,电阻率下降,TCR值增大.与Al膜和移去Al基体形成的Pb膜的电性能对比研究显示,Al-Pb薄膜存在并联导电机制,电阻率受两相电阻率和体积分数的影响.
关键词:
Al-Pb复合薄膜
,
磁控共沉积
,
微观结构
,
温度敏感性
,
电阻温度系数
沈洁
,
李冠群
,
李玉阁
,
李戈扬
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2012.00536
为了提高碳化物靶溅射薄膜的结晶程度和相应的力学性能,采用等化学计量比的VC靶(n(C)∶n(V)=1∶1)和富V的VC靶(n(C)∶n(V)=0.75∶1)通过磁控溅射方法制备了一系列VC薄膜,利用EDS、XRD、SEM和微力学探针研究了靶成分、溅射气压和基片温度对薄膜化学成分、微结构和力学性能的影响.结果表明,对于等化学计量比的VC靶,在Ar气压为2.4～3.2 Pa的范围内可获得结晶程度和硬度较高的VC薄膜,其最高硬度为28 GPa.而采用富V的VC靶时,在较低的Ar气压(0.6～1.8 Pa)下就可获得结晶程度高的VC薄膜,其硬度达到31.4 GPa.可见,相对于溅射参数的Ar气压和基片温度,靶的成分对于所获薄膜的成分、微结构和力学性能影响更显著,因而适当提高靶中金属组分的含量是获得结晶良好且具高硬度的VC薄膜更为有效的途径.
关键词:
碳化钒
,
薄膜
,
微结构
,
力学性能
,
磁控溅射
吴志立
,
李玉阁
,
吴彼
,
雷明凯
无机材料学报
doi:10.15541/jim20150096
采用高功率调制脉冲磁控溅射Al/(Al+Ti)原子比(x)分别为0.25、0.5和0.67的TiAlSi合金靶,溅射功率1～4 kW,氮气分压25％,工作气压0.3 Pa,在Si(100)和AISI 304奥氏体不锈钢基片上沉积了TiAlSiN纳米复合涂层.TiAlSiN涂层中氮含量保持在52.0at％～56.7at％之间,均形成了nc-TiAlN/a-Si3N4/AlN纳米晶/非晶复合结构.随着原子比x增加,非晶含量增加,涂层硬度先升高而后降低.当x=0.5时,硬度最高可达28.7 GPa.溅射功率升高可提高溅射等离子体中金属离化程度,促进涂层调幅分解的进行,形成了界面清晰的非晶包裹纳米晶结构,且晶粒尺寸基本保持不变.当x=0.67时,溅射功率由1 kW上升到4 kW时,硬度由16.4 GPa升至21.3 GPa.不同靶材成分和溅射功率条件下沉积的TiAlSiN涂层的磨损率为(0.13～6.25)×10-5 mm3/(N·m),具有优良的耐磨性能.当x=0.67,溅射功率2 kW时,nc-TiAlN/a-Si3N4纳米复合涂层具有最优的耐磨性能.
关键词:
高功率调制脉冲磁控溅射
,
TiAlSiN纳米复合涂层
,
微结构
,
硬度
,
磨损
许磊
,
竺培显
,
李玉阁
材料导报
从金相、硬度、析氧电压及板栅腐蚀,对铅酸蓄电池铅钙(Ca 0.08%)板栅合金中添加锡、铋的作用与影响进行了研究,对实验数据进行了整理、分析和讨论.实验结果表明,锡、铋在铅钙板栅合金中的作用与影响有明显差别,且不同含量的锡、铋对合金的影响不同.
关键词:
铅酸蓄电池
,
板栅合金
,
锡
,
铋
张艳
,
马会娜
,
杨志民
,
杜军
材料导报
以AlN和Mo为原料,采用放电等离子体烧结技术(SPS)制备了AlN-Mo复合衰减材料.运用XRD、金相显微镜、介电频谱等测试手段对复合衰减陶瓷的相组成、显微组织、复介电常数和电阻率进行表征,研究了提高渗流阁值的方法和影响复合陶瓷介电性能的因素.结果表明,添加体积分数1%的Ni可以使复合陶瓷的渗流阈值达到23%(体积分数);复合陶瓷的介电常数、损耗随Mo含量的增加而增大,同一组分复合陶瓷的介电性能可通过改变导电相的分布状态实现可控调节,并从复合陶瓷的显微组织、电阻率及介电理论上对上述结果予以解释.
关键词:
AlN-Mo复合陶瓷
,
介电性能
,
显微组织
,
电阻率
