離子束輻照Y-Co-Nb 和Y-Co-Ti 金屬多層膜制備復(fù)合金屬玻璃

李家好 王文超 柳百新

(清華大學(xué)材料系先進(jìn)材料教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京 100084)

　　摘要 非晶態(tài)合金，即金屬玻璃是一種新型金屬材料。其優(yōu)異性能如高硬度、高耐腐蝕性引起了人們的極大興趣。然而金屬玻璃的脆性限制了其實(shí)際應(yīng)用。人們?yōu)榇藝L試制備出晶態(tài)-非晶態(tài)復(fù)合材料以期改善金屬玻璃的脆性。

　　本研究嘗試采用離子束輻照金屬多層膜制備晶態(tài)-非晶態(tài)、雙相非晶態(tài)復(fù)合材料：首先利用Miedema 模型分別對(duì)Y-Co-Nb 和Y-Co-Ti 系統(tǒng)中的二元合金系統(tǒng)的亞穩(wěn)合金相形成規(guī)律進(jìn)行了計(jì)算，預(yù)測(cè)出在兩負(fù)一正型的金屬系統(tǒng)中可能形成非晶相的分離。然后，采用真空電子束沉積方法制備出不同成分的Y-Co-Nb 和Y-Co-Ti 金屬多層膜，并對(duì)多層膜進(jìn)行不同劑量的離子束輻照。

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在離子束輻照下，在Y-Co-Nb 和Y-Co-Ti 多層膜中確實(shí)觀察到以分形生長形成的晶態(tài)-非晶態(tài)、雙非晶態(tài)復(fù)合相。為揭示Y-Co-Nb 和Y-Co- Ti 復(fù)合金屬玻璃的形成機(jī)制，又進(jìn)一步分析計(jì)算了它們的分形維數(shù)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)此類合金系統(tǒng)的非晶形成能力和分相驅(qū)動(dòng)力是形成雙相非晶和非晶分形的前提條件，且由于分相驅(qū)動(dòng)力大小的不同，Y-Co-Nb 和Y-Co-Ti 合金系統(tǒng)中分形的機(jī)制不同。

　　本研究證實(shí)，金屬玻璃的原子結(jié)構(gòu)和微觀組織可以通過合適的工藝在較寬闊的范圍進(jìn)行調(diào)制，以便得到人們期望的微觀結(jié)構(gòu)和物理性能等，該發(fā)現(xiàn)為擴(kuò)展金屬玻璃的實(shí)際應(yīng)用提供了有益的思路。

　　參考文獻(xiàn)：

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