Cu/X(X=Cr,Nb)纳米多层膜力/电学性能的尺度依赖性

利用纳米压痕实验以及四探针法,系统研究了相同层厚Cu/X(X=Cr,Nb)纳米金属多层膜的力学性能(强/硬度)和电学性能(电阻率)的尺度依赖性.微观分析表明:Cu/X多层膜调制结构清晰,Cu层沿{111}面择优生长,X层沿{110}面择优生长.纳米压入结果表明,Cu/X多层膜的强度依赖于调制周期,并随调制周期的减小而增加.多层膜变形机制在临界调制周期(λ~c≈25 nm)由Cu层内单根位错滑移转变为位错切割界面.多层膜的电阻率不仅与表面/界面以及晶界散射相关,而且在小尺度下受界面条件显著影响.通过修正的FS-MS模型可以量化界面效应对多层膜电阻率的影响.Cu/X纳米多层膜可以通过调控微观结构实现强度-电导率的合理匹配.     

Cu-Cr纳米金属多层膜屈服强度/硬度的尺寸依赖性

采用磁控溅射方法分别在聚酰亚胺基体以及单晶硅基体上制备恒定调制比(η)以及恒定调制周期(λ)的Cu-Cr纳米金属多层膜;通过单轴拉伸试验以及纳米压痕试验系统研究Cu-Cr多层膜屈服强度及硬度的尺度依赖性。微观分析结果表明:基体对多层膜的微观结构无影响,Cu-Cr多层膜在生长方向上均呈现Kurdjumov-Sachs取向关系,即{111}Cu//{110}Cr和-110-Cu//-111-Cr。力学测试结果表明:调制比恒定的Cu-Cr多层膜的屈服强度及硬度随调制周期的缩短而增加;调制周期恒定的Cu-Cr多层膜的屈服强度/硬度随调制比的增加而增加。Cu-Cr多层膜变形机制在临界调制周期(λc≈25 nm)和临界调制比(ηc≈1)由Cu层内单根位错滑移转变为负载效应。     

多晶柱状Cu膜的表面粗化与织构

用磁控溅射工艺分别在Si和Al2O3衬底上沉积两种不同织构组分的多晶柱状Cu膜,基于动力学标度方法表征两种薄膜的表面粗化特征．结果表明,Cu（111）取向晶粒组分多的薄膜的生长指数较大、表面粗化速率较快．对于较低温度下沉积的多晶柱状薄膜,基于其晶粒几何形态和弱化的晶界限制的特点,提出了一种表面粗化机制,认为薄膜的表面粗化主要依赖于其晶粒表面的粗化过程,而薄膜织构决定了薄膜表面粗化速率．     

氮氩流量比对磁控溅射TiN薄膜生长织构的影响

采用直流反应磁控溅射法,通过控制氮氩流量比,在Si(111)衬底上沉积了TiN薄膜,并用织构系数来量化TiN薄膜的生长取向。对TiN薄膜的织构、物相组成、形貌进行表征,分析了溅射沉积过程中氮氩流量比对TiN薄膜生长织构的影响,同时还分析了不同织构薄膜的表面及截面形貌。结果表明:氮氩流量比低于1∶30时,薄膜的织构由(200)转变为(111),同时还出现了TiN0.61相;(111)织构的薄膜表面均匀,致密性好,粗糙度小,以氮氩流量比为1∶60时所得织构系数为1.63的(111)薄膜最好。     

微量Sr对Al-Mg-Si-Cu合金板材织构的影响

应用取向分布函数(ODF)研究和分析了微量Sr对Al Mg Si Cu合金板材织构的影响。结果表明:Al Mg Si Cu合金板材主要存在{100}<011>旋转立方织构,另还存在{112}<111>铜织构,{111}<110>、{111}<112>黄铜R织构。加入微量Sr可以改变织构组分含量。当加入0.093%Sr时,降低了其旋转立方织构的含量。其原因是Sr的加入引起基体晶格变化,降低铝合金板材的层错能,阻碍了交滑移的进行,造成织构类型的转变。     

冷轧压下率对含Nb细晶高强IF钢织构形成机制的影响

以含Nb细晶高强IF钢热轧板为研究对象,研究了冷轧压下率对实验钢冷轧织构以及再结晶织构形成影响。结果表明,退火后铁素体晶粒细化,强度提高。实验钢经冷轧后主要的织构为{112}110、{111}112、{111}110、{001}110,并且随冷轧压下率增加,织构组分无变化,各组分强度整体增加。再经退火后,在α线上织构减弱,甚至一些织构逐渐消失。提高冷轧压下率时,织构峰值逐渐由{001}110转为{111}110。对于γ取向线,峰值由{111}110取向变为{111}112取向,最终{111}112比{111}110取向强度大。实验钢再结晶机制由定向形核和选择生长共同作用的结果,并且随冷轧压下率增大,{111}面织构强度增大,所以r(塑性应变比)值增大,深冲性能提高。     

IF钢基板高速电镀锌的微观形貌和织构(英文)

采用高速电镀技术在无间隙原子钢(IF钢)基板上镀锌,借助扫描电镜和取向分布函数研究镀锌层的微观形貌和织构。结果表?镀锌层由一系列倾斜于基体表面紧密排列的六方形片晶组成,初始电沉积时基体表面氢氧化锌的大量吸附抑制锌的三维形核,二维晶核的外延生长以及IF钢基板的{111}纤维织构促进镀锌层{11.5}锥形非纤维织构的形成。镀锌层呈锥形织构时,片晶的滑移面与基体表面呈一定角度,保证镀层在受到轴向应力时产生一定量的分切应力,从而有利于自身的塑性变形。     

衬底温度对CVD金刚石薄膜织构的影响

利用扫描电镜观察了CVD自支撑金刚石薄膜的表面形貌组织,利用X射线衍射技术检测了薄膜织构。研究表明,不同衬底温度条件下制备的金刚石薄膜形成不同的织构和表面形貌组织,衬底温度升高使生长速率参数α减小,金刚石晶体最快生长晶向由〈100〉晶向向〈011〉和〈111〉晶向转变,使得薄膜中{011}和{111}织构随温度提高不断...     

CVD金刚石自支撑薄膜的织构分析（2）

金刚石薄膜的性能对其织构有很强的依赖关系，而织构又受其沉积条件的影响。本实验采用直流等离子注射法，制备了若干金刚石自支撑薄膜样品，并利用极图和ODF研究了不同沉积温度和不同CH4/H2值条件下薄膜的织构变化，同时对组织形貌进行了分析。结果表明，随着沉积温度的升高，{110}织构的强度越来越高，{111}织构的强度逐渐降低，而{221）织构，作为{100）织构的孪生产物，它的强度应该越来越低。另外，随着CH4／H2值的增加，织构的变化不明显，但薄膜的形核密度和二次形核现象有所增加。     

1.3%Si无取向硅钢初始织构遗传继承性研究

选取工业生产1.3%Si无取向硅钢连铸坯柱状晶区域铸锭,垂直于柱状晶的生长方向(100方向)进行热轧,利用金相及EBSD技术研究其热轧过程中柱状晶被破碎后的组织及微观织构,同时研究了其在后续冷轧和退火阶段的织构演变规律,为实际生产中的织构控制提供了参考。实验结果表明:经垂直于柱状晶生长方向热轧后,热轧板不同层次的主要织构类型和含量存在差异;热轧板次表层主要为铜型{110}112织构和高斯{110}001织构,高斯织构含量较高是100生长方向的柱状晶造成的;表面至心部1/2层主要为γ纤维织构和旋转立方{100}110织构,立方{100}001织构和高斯织构{110}001织构也较多;中心层织构主要为较强的旋转立方{100}110织构和γ纤维织构;冷轧织构与热轧织构间有继承性,冷轧板织构主要为较强的旋转立方{100}110织构γ织构,与热轧板心层织构分布相同,上述两类织构的含量都比热轧板中的高。退火织构中{111}121织构占优势;立方{100}001织构和{111}110织构含量较高。